《Python程序設(shè)計(jì)》 課件 項(xiàng)目6 字典與集合應(yīng)用

項(xiàng)目6字典與集合應(yīng)用知識(shí)目標(biāo)理解字典的基本概念01熟悉字典的定義和訪問方法02理解字典常見操作的區(qū)別03理解集合的基本概念04熟悉集合的定義和訪問方法05理解集合常見操作的區(qū)別06理解集合類型操作符的區(qū)別07能力目標(biāo)能夠熟練創(chuàng)建字典01能夠熟練訪問字典中的元素02能夠正確對(duì)字典元素進(jìn)行添加、修改與刪除03能夠熟練使用字典解決問題04能夠熟練創(chuàng)建集合05能夠熟練完成集合的基本操作06能夠正確使用集合類型的操作符07目錄菜單管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)1自助點(diǎn)餐系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)2任務(wù)提出01任務(wù)分析02知識(shí)準(zhǔn)備03任務(wù)1菜單管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)現(xiàn)04任務(wù)總結(jié)05任務(wù)提出Part.01提出任務(wù)編寫程序，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的菜單管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)餐廳菜單中的菜品名稱和價(jià)格信息進(jìn)行管理與維護(hù)。其主要功能包括查看菜單、添加菜品、刪除菜品、清空菜單、更改菜品價(jià)格、退出系統(tǒng)等，系統(tǒng)界面如圖所示。任務(wù)分析Part.02任務(wù)分析1.創(chuàng)建Python程序MenuManagement.py。2.完成系統(tǒng)操作界面顯示設(shè)計(jì)。3.創(chuàng)建一個(gè)字典用來存放菜品信息。4.通過input()函數(shù)接收用戶的選擇。5.使用字典的基本操作完成菜單管理功能。6.測(cè)試運(yùn)行程序，檢驗(yàn)程序各項(xiàng)功能。

本任務(wù)主要實(shí)現(xiàn)的是對(duì)菜單的管理，菜單中每一個(gè)菜品的信息都包含菜品名稱和價(jià)格，并且菜品名稱和價(jià)格存在一一對(duì)應(yīng)的映射關(guān)系，因此可以使用字典來存放菜品信息；再通過字典元素的添加、修改、刪除等操作實(shí)現(xiàn)對(duì)菜單中菜品的添加、修改、刪除。具體的任務(wù)實(shí)施分析如下：知識(shí)準(zhǔn)備Part.03字典的基本概念01字典的訪問02字典的基本操作03知識(shí)準(zhǔn)備字典的概述01字典的創(chuàng)建026.1字典的基本概念字典是由“鍵值對(duì)”組成的無序可變序列，字典中的每個(gè)元素都是一個(gè)“鍵值對(duì)”，類似于生活中常用的字典，可以利用“鍵”快速查找“值”。字典的每個(gè)鍵值對(duì)用冒號(hào)“:”分割，每對(duì)之間用逗號(hào)“,”分割，所有元素都包含在花括號(hào)“{}”中，格式如圖所示。字典的概述d={key1:value1,key2:value2}字典中的鍵一般是唯一的，如果重復(fù)，最后一個(gè)重復(fù)的鍵值對(duì)會(huì)替換前面的，但值可以重復(fù)。如下圖所示代碼?！版I”是任意的不可變數(shù)據(jù)，比如：整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串、元組，而“值”可以是任意的數(shù)據(jù)。字典的概述輸出結(jié)果：使用花括號(hào)創(chuàng)建字典：在花括號(hào)中添加使用逗號(hào)分隔的元素，每個(gè)元素由一組鍵值對(duì)組成，鍵值對(duì)中間通過冒號(hào)來進(jìn)行分隔。語法格式如下：字典的創(chuàng)建字典名={鍵1:值1,鍵2:值2,…,鍵n:值n}使用dict()函數(shù)創(chuàng)建字典：使用dict()函數(shù)創(chuàng)建字典時(shí)，dict()函數(shù)的參數(shù)可以是關(guān)鍵字、映射類型對(duì)象、可迭代對(duì)象。語法格式如下：字典的創(chuàng)建字典名=dict(關(guān)鍵字)或字典名=dict(映射類型對(duì)象)或字典名=dict(可迭代對(duì)象)當(dāng)花括號(hào)“{}”，或者dict()函數(shù)中為空時(shí)，會(huì)創(chuàng)建一個(gè)空字典。字典的創(chuàng)建輸出結(jié)果：直接訪問字典元素01通過函數(shù)訪問字典元素026.2字典的訪問在Python中，可以使用方括號(hào)“[]”直接訪問字典中某個(gè)存在的值，語法格式如下：直接訪問字典元素字典名[鍵]輸出結(jié)果：通過get()函數(shù)獲取值：如果無法確定想要訪問的鍵在字典中是否存在，可以使用get()函數(shù)的方式獲取值，語法格式如下：通過函數(shù)訪問字典元素字典名.get(鍵,[默認(rèn)值])語法格式說明如下：第一個(gè)參數(shù)為要查找的鍵第二個(gè)參數(shù)為鍵不存在時(shí)返回的默認(rèn)值get()函數(shù)會(huì)根據(jù)鍵在字典中查找對(duì)應(yīng)的值，如果未找到則會(huì)返回默認(rèn)值，當(dāng)未設(shè)定默認(rèn)值時(shí)，返回None。通過items()函數(shù)獲取所有鍵值對(duì)：通過items()函數(shù)可以獲取字典中的所有鍵值對(duì)，該函數(shù)會(huì)以列表返回一個(gè)視圖對(duì)象，它包含一個(gè)元組列表，每個(gè)元組由相應(yīng)的鍵和值對(duì)組成，語法格式如下：通過函數(shù)訪問字典元素字典名.items()通過keys()函數(shù)獲取所有鍵：通過keys()函數(shù)可以獲取字典中的所有鍵，返回字典的鍵視圖，語法格式如下：通過函數(shù)訪問字典元素字典名.keys()通過values()函數(shù)獲取所有值：通過values()函數(shù)可以獲取字典中的所有值，返回字典的值視圖，語法格式如下：通過函數(shù)訪問字典元素字典名.values()通過函數(shù)訪問字典元素輸出結(jié)果：字典元素的添加與修改01字典與字典元素的刪除026.3字典的基本操作添加或更新單個(gè)字典元素，語法格式如下：字典元素的添加與修改字典名[鍵]=值在字典中添加鍵值對(duì)時(shí)，如果要添加的鍵在字典中已存在，則會(huì)更新鍵對(duì)應(yīng)的值。使用update()函數(shù)可以將其他字典中的鍵值對(duì)添加到當(dāng)前字典中，語法格式如下：字典元素的添加與修改字典名.update(其他字典)若其他字典中的鍵在當(dāng)前字典中已存在，則會(huì)更新鍵對(duì)應(yīng)的值。輸出結(jié)果：字典元素的添加與修改使用del命令可以刪除整個(gè)字典，字典刪除后將不能再次訪問，語法格式如下：del字典名字典與字典元素的刪除del命令：del命令除了可以刪除整個(gè)字典外，也可以刪除字典中的某一個(gè)元素，語法格式如下：del字典名[鍵]字典與字典元素的刪除clear()函數(shù)：clear()函數(shù)可以將字典中的所有元素刪除，保留一個(gè)空字典，與del命令不同，該字典能夠再次訪問，語法格式如下：字典名.clear()字典與字典元素的刪除pop()函數(shù)：pop()函數(shù)可以隨機(jī)刪除字典中的某一個(gè)元素并返回其對(duì)應(yīng)的鍵值對(duì)，語法格式如下：字典名.pop(鍵[,默認(rèn)值])當(dāng)鍵在字典中不存在時(shí)，pop()函數(shù)返回第二個(gè)參數(shù)默認(rèn)值，如果未設(shè)置默認(rèn)值，系統(tǒng)則會(huì)報(bào)錯(cuò)。字典與字典元素的刪除popitem()函數(shù)：popitem()函數(shù)可以刪除字典中最后一對(duì)鍵值對(duì)，并將刪除的鍵值對(duì)返回，語法格式如下：字典名.popitem()字典與字典元素的刪除字典與字典元素的刪除輸出結(jié)果：任務(wù)實(shí)現(xiàn)Part.04分析代碼01編寫代碼02運(yùn)行代碼03任務(wù)實(shí)現(xiàn)分析代碼首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)字典menu來存儲(chǔ)菜品信息，并使用循環(huán)語句保障程序持續(xù)運(yùn)行；然后可將菜單管理系統(tǒng)分為三個(gè)部分，選擇功能、實(shí)現(xiàn)功能與結(jié)束。分析代碼可使用print()函數(shù)提供一個(gè)系統(tǒng)界面，并使用input()函數(shù)選擇功能選擇功能根據(jù)用戶選擇的功能，通過字典的基本操作分別進(jìn)行查看菜單、添加菜品、刪除菜品、清空菜單、更改菜品價(jià)格以及退出操作。在查看菜單功能中，可通過for循環(huán)遍歷字典menu，并使用print()函數(shù)格式化打印輸出菜單的菜品名稱和價(jià)格；在添加和更改菜品功能中，可使用menu[name]=price添加或修改菜品價(jià)格；在刪除菜品功能中，可先通過notin判斷菜品名稱是否存在，然后再通過delmenu[name]命令刪除；在清空菜單功能中，可使用clear()函數(shù)清空菜單實(shí)現(xiàn)功能使用break跳出循環(huán)退出系統(tǒng)結(jié)束代碼思路：(1)啟動(dòng)PyCharm，新建項(xiàng)目，位置在D:\Chapter06，新建Python文件MenuManagement.Py編寫代碼(2)首先進(jìn)行準(zhǔn)備工作及界面設(shè)計(jì)，輸入如下代碼：(3)在輸入語句后，根據(jù)輸入內(nèi)容分別實(shí)現(xiàn)不同的功能，查看菜單功能：編寫代碼

添加菜品功能：編寫代碼

刪除菜品功能：編寫代碼

清空菜單功能：編寫代碼

更改菜品價(jià)格功能：編寫代碼

退出功能：編寫代碼(4)在程序最后，循環(huán)語句中添加判斷結(jié)束的流程，輸入如下語句：編寫代碼按快捷鍵Ctrl+Shift+F10運(yùn)行當(dāng)前程序，對(duì)所有功能進(jìn)行測(cè)試，部分功能如圖所示。運(yùn)行代碼任務(wù)總結(jié)Part.05通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，掌握了復(fù)合數(shù)據(jù)類型字典的用法。字典是由“鍵值對(duì)”組成的無序可變序列，常應(yīng)用在以Key檢索Value的數(shù)據(jù)記錄場(chǎng)景。字典中鍵的特性：鍵的唯一性：字典中的鍵必須是唯一的。如果有重復(fù)的鍵，字典只會(huì)保留最后一個(gè)鍵值對(duì)。鍵的不可變性：字典的鍵必須是不可變的，可以使用數(shù)字、字符串或元組作為鍵，但不能使用列表或其他可變類型作為鍵。字典的特性：無序性：字典是無序的，不能通過索引來訪問元素?？勺冃裕鹤值涫强勺兊?，可以在運(yùn)行時(shí)添加、修改或刪除鍵值對(duì)。但是，一旦一個(gè)鍵被添加到字典中，就不能再改變這個(gè)鍵，只能改變與這個(gè)鍵相關(guān)聯(lián)的值。嵌套：字典可以嵌套，即字典的值可以是另一個(gè)字典。但是，字典的鍵不能是另一個(gè)字典，這會(huì)導(dǎo)致類型錯(cuò)誤。直接訪問字典元素時(shí)，訪問的鍵必須存在，否則程序就會(huì)報(bào)錯(cuò)。建議先判斷字典中是否有對(duì)應(yīng)的鍵再進(jìn)行訪問。通過函數(shù)訪問字典元素，則無需提前判斷是否存在。任務(wù)提出01任務(wù)分析02知識(shí)準(zhǔn)備03任務(wù)2自助點(diǎn)餐系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)實(shí)現(xiàn)04任務(wù)總結(jié)05任務(wù)提出Part.01提出任務(wù)編寫程序，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的自助點(diǎn)餐系統(tǒng)。其主要功能包括查看已點(diǎn)菜品、添加菜品、刪除菜品、清空已點(diǎn)菜品、退出系統(tǒng)等，已點(diǎn)菜品中不能出現(xiàn)重復(fù)的菜品。，系統(tǒng)界面如圖所示。任務(wù)分析Part.02任務(wù)分析1.創(chuàng)建Python程序OrderingSystem.py。2.完成系統(tǒng)操作界面顯示設(shè)計(jì)。3.創(chuàng)建一個(gè)字典用來存放所有菜品。4.創(chuàng)建一個(gè)集合用來存放已點(diǎn)菜品名稱。5.通過input()函數(shù)接收用戶的選擇。6.使用集合的基本操作完成自助點(diǎn)餐功能。7.測(cè)試運(yùn)行程序，檢驗(yàn)程序各項(xiàng)功能。

本任務(wù)主要實(shí)現(xiàn)的是顧客點(diǎn)餐功能，可以使用字典存放所有菜品信息；對(duì)于已點(diǎn)菜品，由于要求菜品名稱不能重復(fù)，因此可以使用集合來存放已點(diǎn)菜品名稱；最后通過集合的基本操作完成自助點(diǎn)餐系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。具體的任務(wù)實(shí)施分析如下：知識(shí)準(zhǔn)備Part.03集合的基本概念01集合的基本操作02集合類型的操作符03知識(shí)準(zhǔn)備6.4集合的基本概念集合的概述01集合的類型02集合的創(chuàng)建03Python中的集合與數(shù)學(xué)的集合類似，它是一個(gè)由不同元素組成的無序序列。與列表和元組不同，集合不支持索引、切片等序列的操作。集合的概述四大發(fā)明10以內(nèi)的質(zhì)數(shù)2、3、5、7集合有以下幾個(gè)特點(diǎn)：無序性：集合中保存的元素是沒有順序的多樣性：集合中可以保存多種數(shù)據(jù)類型的元素唯一性：集合中的元素都是唯一存在的，不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)集合的概述Python中的集合有兩種類型：可變集合（set）：能夠?qū)现械脑剡M(jìn)行修改不可變集合（frozenset）：能夠?qū)现械脑剡M(jìn)行修改集合的類型使用花括號(hào)創(chuàng)建集合：在花括號(hào)中添加使用逗號(hào)分隔的元素，語法格式如下：集合的創(chuàng)建集合名={元素1,元素2,…,元素n}使用set()函數(shù)創(chuàng)建集合：通過給set()函數(shù)傳遞可迭代對(duì)象，可將對(duì)象轉(zhuǎn)換為集合。該對(duì)象可以是字符串、元組、列表等。此外，使用frozenset()函數(shù)可以創(chuàng)建一個(gè)不可變集合。語法格式如下：集合的創(chuàng)建集合名=set(iteration)或集合名=frozenset(iteration)iteration是一個(gè)可迭代對(duì)象，它可以是字符串、元組、列表等。集合的創(chuàng)建輸出結(jié)果：使用花括號(hào){}創(chuàng)建集合時(shí)，花括號(hào){}中必須包含至少一個(gè)元素，當(dāng)花括號(hào){}中沒有元素時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)空字典，想要?jiǎng)?chuàng)建空集合可以使用set()函數(shù)的方式，如下所示代碼。集合的創(chuàng)建輸出結(jié)果：6.5集合的基本操作集合元素的添加01集合元素的刪除02集合元素的查找03通過add()函數(shù)添加元素：使用add()函數(shù)將一個(gè)元素添加到集合中，如果元素已存在，則不進(jìn)行任何操作。語法格式如下：集合元素的添加集合名.add(元素)通過update()函數(shù)添加元素：使用update()函數(shù)將原有集合中的元素和其他可迭代對(duì)象中的元素共同構(gòu)成新的集合來更新原有集合，其參數(shù)可以是列表、元組、字典等。語法格式如下：集合元素的添加集合名.update(iteration)集合元素的添加輸出結(jié)果：通過remove()函數(shù)刪除元素：使用remove()函數(shù)刪除集合中的指定元素，如果元素不存在，則會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。語法格式如下：集合元素的刪除集合名.remove(元素)通過discard()函數(shù)刪除元素：使用discard()函數(shù)刪除集合中的指定元素，如果元素不存在，不做任何操作，也不會(huì)報(bào)錯(cuò)。語法格式如下：集合元素的刪除集合名.discard(元素)通過pop()函數(shù)刪除元素：使用pop()函數(shù)可以隨機(jī)刪除集合中的一個(gè)元素并返回該元素。語法格式如下：集合元素的刪除集合名.pop()通過clear()函數(shù)刪除元素：使用clear()函數(shù)可以清除集合中所有元素。語法格式如下：集合元素的刪除集合名.clear()集合元素的刪除輸出結(jié)果：輸出結(jié)果：Python集合中元素是無序的，因此無法通過下標(biāo)等形式獲取，但python提供了in、notin操作符可以用于判斷元素在某集合中是否存在。集合元素的查找False6.6集合類型的操作符基礎(chǔ)操作符01關(guān)系操作符02增強(qiáng)操作符03集合類型的基礎(chǔ)操作有四種，與數(shù)學(xué)中的集合運(yùn)算類似，分別是交集、并集、差集以及對(duì)稱差集運(yùn)算。若有兩個(gè)集合S、T，集合S中包含元素1、2、3，集合T中包含元素2、3、4，那么兩個(gè)集合四種基礎(chǔ)操作的關(guān)系如圖所示。基礎(chǔ)操作符輸出結(jié)果：交集操作交集操作是指取出兩個(gè)集合中的公共元素形成一個(gè)新集合，可以通過“&”操作符或intersection()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。基礎(chǔ)操作符{2,3}{2,3}輸出結(jié)果：并集操作并集操作是指取出兩個(gè)集合中的所有元素形成一個(gè)新集合，可以通過“|”操作符或union()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。基礎(chǔ)操作符{1,2,3,4}{1,2,3,4}輸出結(jié)果：差集操作差集操作是指在一個(gè)集合中取出另一集合沒有的元素形成一個(gè)新集合，可以通過“-”操作符或difference()函數(shù)實(shí)現(xiàn)?；A(chǔ)操作符{1}{1}輸出結(jié)果：對(duì)稱差集操作對(duì)稱差集操作是指取出兩個(gè)集合中只屬于自身集合的元素形成一個(gè)新集合，可以通過“^”操作符或symmetric_difference()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。基礎(chǔ)操作符{1,4}{1,4}在Python中使用“<=”、“<”、“>=”、“>”來判斷集合之間的包含關(guān)系，返回結(jié)果為Ture或False。四種關(guān)系操作符的應(yīng)用及描述如表所示。關(guān)系操作符操作符應(yīng)用描述<=S<=T判斷S是否為T的子集<S<T判斷S是否為T的子集且S與T不相等>=S>=T判斷S是否為T的超集>S<T判斷S是否為T的超集且S與T不相等關(guān)系操作符輸出結(jié)果：False集合的交集、并集、差集以及對(duì)稱差集還可以跟賦值運(yùn)算一起構(gòu)成增強(qiáng)運(yùn)算操作，其作用是將兩個(gè)集合交集、并集、差集以及對(duì)稱差集的結(jié)果更新到第一個(gè)集合中，具體應(yīng)用及描述如表所示。增強(qiáng)操作符操作符應(yīng)用描述&=S&=T執(zhí)行集合S和T的交集操作并將結(jié)果更新到集合S|=S|=T執(zhí)行集合S和T的并集操作并將結(jié)果更新到集合S-=S-=T執(zhí)行集合S和T的差集操作并將結(jié)果更新到集合S^=S^=T執(zhí)行集合S和T的對(duì)稱差集操作并將結(jié)果更新到集合S增強(qiáng)操作符輸出結(jié)果：{2,3}任務(wù)實(shí)現(xiàn)Part.04分析代碼01編寫代碼02運(yùn)行代碼03任務(wù)實(shí)現(xiàn)分析代碼首先需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)字典menu用來存儲(chǔ)所有菜品信息；同時(shí)使用set()函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)空集合clickedMenu來存儲(chǔ)已點(diǎn)菜品名稱；接著使用循環(huán)語句保障程序持續(xù)運(yùn)行；然后可將自助點(diǎn)餐系統(tǒng)分為三個(gè)部分，選擇功能、實(shí)現(xiàn)功能與結(jié)束。分析代碼可使用print()函數(shù)提供一個(gè)系統(tǒng)界面，并使用input()函數(shù)選擇功能選擇功能根據(jù)用戶選擇的功能，通過集合的基本操作分別進(jìn)行查看已點(diǎn)菜品、添加菜品、刪除菜品、清空已點(diǎn)菜品以及退出操作。在查看已點(diǎn)菜品功能中，可通過for循環(huán)遍歷集合clickedMenu，并通過print()函數(shù)打印輸出菜品名稱；在添加菜品功能中，可使用add()函數(shù)將菜品添加到集合clickedMenu中；在刪除菜品功能中，應(yīng)先通過notin判斷輸入的名稱在clickedMenu中是否存在，然后再通過remove()函數(shù)刪除；在清空菜單功能中，可使用clear()函數(shù)清空菜單實(shí)現(xiàn)功能使用break跳出循環(huán)，退出系統(tǒng)結(jié)束代碼思路：(1)啟動(dòng)PyCharm，新建Python文件OrderingSystem.Py編寫代碼(2)首先進(jìn)行準(zhǔn)備工作及界