【Python】dict 字典详解、增删改查

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-10-11 14:53 310阅读 0赞

### dict 字典详解、增删改查 ###

*  概述
 *  创建字典（3种方式）
 *   *  使用 \{ \} 创建字典
     *  通过 fromkeys() 方法创建字典
     *  通过 dict() 映射函数创建字典
 *  访问字典
 *  删除字典
 *  dict 字典基本操作
 *   *  字典添加键值对
     *  字典修改键值对
     *  字典删除键值对
     *  判断字典中是否存在指定键值对
 *  dict字典方法
 *   *  keys()、values() 、items() 方法
     *  copy() 方法
     *  update() 方法
     *  pop() 和 popitem() 方法
     *  setdefault() 方法

# 概述 #

Python `字典（dict）`是一种无序的、可变的序列，它的元素以“`键值对（key-value）`”的形式存储。相对地，`列表（list）`和`元组（tuple）`都是有序的序列，它们的元素在底层是挨着存放的。

字典类型是 Python 中唯一的映射类型。

“映射”是数学中的术语，简单理解，它指的是元素之间相互对应的关系，即通过一个元素，可以唯一找到另一个元素。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNzI3MDk1_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
字典中，习惯将各元素对应的索引称为键（key），各个键对应的元素称为值（value），键及其关联的值称为“`键值对`”。

`字典类型`很像新华字典。

我们知道，通过新华字典中的音节表，可以快速找到想要查找的汉字。其中，字典里的音节表就相当于字典类型中的键，而键对应的汉字则相当于值。

总的来说，字典类型所具有的主要特征如下所示。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>主要特征</th> 
   <th>解释</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>通过键而不是通过索引来读取元素</td> 
   <td>字典类型有时也称为关联数组或者散列表（hash）。它是通过键将一系列的值联系起来的，这样就可以通过键从字典中获取指定项，但不能通过索引来获取。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>字典是任意数据类型的无序集合</td> 
   <td>和列表、元组不同，通常会将索引值 0 对应的元素称为第一个元素，而字典中的元素是无序的。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>字典是可变的，并且可以任意嵌套</td> 
   <td>字典可以在原处增长或者缩短（无需生成一个副本），并且它支持任意深度的嵌套，即字典存储的值也可以是列表或其它的字典。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>字典中的键必须唯一</td> 
   <td>字典中，不支持同一个键出现多次，否则只会保留最后一个键值对。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>字典中的键必须不可变</td> 
   <td>字典中每个键值对的键是不可变的，只能使用数字、字符串或者元组，不能使用列表。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

> Python 中的字典类型相当于 Java 或者 C++ 中的 Map 对象。

和列表、元组一样，字典也有它自己的类型。Python 中，字典的数据类型为 `dict`，通过 type() 函数即可查看：

>>> a = {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}  #a是一个字典类型
    >>> type(a)
    <class 'dict'>

# 创建字典（3种方式） #

## 使用 \{ \} 创建字典 ##

由于字典中每个元素都包含两部分，分别是`键（key）`和`值（value）`，因此在创建字典时，键和值之间使用`冒号:`分隔，相邻元素之间使用`逗号,`分隔，所有元素放在大括号`{ }`中。

使用`{ }`创建字典的语法格式如下：

dictname = {
        'key':'value1', 'key2':'value2', ..., 'keyn':valuen}

其中 dictname 表示字典变量名，`keyn : valuen` 表示各个元素的键值对。需要注意的是，同一字典中的各个键必须唯一，不能重复。

#使用字符串作为key
    scores = {
        '数学': 95, '英语': 92, '语文': 84}
    print(scores)
    输出：{
        '数学': 95, '英语': 92, '语文': 84}
    
    #使用元组和数字作为key
    dict1 = {
        (20, 30): 'great', 30: [1,2,3]}
    print(dict1)
    输出：{
        (20, 30): 'great', 30: [1, 2, 3]}
    
    #创建空元组
    dict2 = {
        }
    print(dict2)
    输出：{
        }

可以看到，字典的键可以是整数、字符串或者元组，只要符合唯一和不可变的特性就行；字典的值可以是 Python 支持的任意数据类型。

## 通过 fromkeys() 方法创建字典 ##

Python 中，还可以使用 dict 字典类型提供的 `fromkeys()` 方法创建带有默认值的字典，具体格式为：

dictname = dict.fromkeys(list，value=None)

其中，`list 参数`表示字典中所有键的`列表（list）`；value 参数表示默认值，如果不写，则为空值 None。

请看下面的例子：

knowledge = ['语文', '数学', '英语']
    scores = dict.fromkeys(knowledge, 60)
    print(scores)
    
    输出：{
        '语文': 60, '英语': 60, '数学': 60}

可以看到，knowledge 列表中的元素全部作为了 scores 字典的键，而各个键对应的值都是 60。

这种创建方式通常用于初始化字典，设置 value 的默认值。

## 通过 dict() 映射函数创建字典 ##

a = dict(str1=value1, str2=value2, str3=value3)

`str` 表示字符串类型的键，`value` 表示键对应的值。使用此方式创建字典时，字符串不能带引号。

#方式1
    demo = [('two',2), ('one',1), ('three',3)]
    #方式2
    demo = [['two',2], ['one',1], ['three',3]]
    #方式3
    demo = (('two',2), ('one',1), ('three',3))
    #方式4
    demo = (['two',2], ['one',1], ['three',3])
    a = dict(demo)

向 `dict()` 函数传入列表或元组，而它们中的元素又各自是包含 2 个元素的列表或元组，其中第一个元素作为键，第二个元素作为值。

keys = ['one', 'two', 'three'] #还可以是字符串或元组
    values = [1, 2, 3] #还可以是字符串或元组
    a = dict( zip(keys, values) )

注意，无论采用以上哪种方式创建字典，字典中各元素的键都只能是`字符串`、`元组`或`数字`，不能是列表。列表是可变的，不能作为键。

如果不为 `dict() 函数`传入任何参数，则代表创建一个空的字典，例如：

# 创建空的字典
    d = dict()
    print(d)
    输出：{
        }

# 访问字典 #

列表和元组是通过下标来访问元素的，而字典不同，它通过键来访问对应的值。

因为字典中的元素是无序的，每个元素的位置都不固定，所以字典也不能像列表和元组那样，采用切片的方式一次性访问多个元素。

Python 访问字典元素的具体格式为：

dictname[key]

其中，dictname 表示字典变量的名字，key 表示键名。注意，键必须是存在的，否则会抛出异常。

请看下面的例子：

tup = (['two',26], ['one',88], ['three',100], ['four',-59])
    dic = dict(tup)
    print(dic['one'])  #键存在
    print(dic['five'])  #键不存在
    输出：
    88
    Traceback (most recent call last):
        File "C:\Users\qinjl\Desktop\demo.py", line 4, in <module>
            print(dic['five'])  #键不存在
    KeyError: 'five'

除了上面这种方式外，Python 更推荐使用 dict 类型提供的 `get()` 方法来获取指定键对应的值。当指定的键不存在时，`get()` 方法不会抛出异常。

`get()` 方法的语法格式为：

dictname.get(key[,default])

其中，dictname 表示字典变量的名字；key 表示指定的键；default 用于指定要查询的键不存在时，此方法返回的默认值，如果不手动指定，会返回 None。

a = dict(two=0.65, one=88, three=100, four=-59)
    print( a.get('one') )
    输出：88

注意，当键不存在时，`get()` 返回空值 None，如果想明确地提示用户该键不存在，那么可以手动设置 `get()` 的第二个参数，例如：

a = dict(two=0.65, one=88, three=100, four=-59)
    print( a.get('five', '该键不存在') )
    输出：该键不存在

# 删除字典 #

和删除列表、元组一样，手动删除字典也可以使用 `del` 关键字，例如：

a = dict(two=0.65, one=88, three=100, four=-59)
    print(a)
    del a
    print(a)
    输出：
    {
        'two': 0.65, 'one': 88, 'three': 100, 'four': -59}
    Traceback (most recent call last):
        File "C:\Users\qinjl\Desktop\demo.py", line 4, in <module>
            print(a)
    NameError: name 'a' is not defined

# dict 字典基本操作 #

由于字典属于可变序列，所以我们可以任意操作字典中的键值对（key-value）。Python 中，常见的字典操作有以下几种：

*  向现有字典中添加新的键值对。
 *  修改现有字典中的键值对。
 *  从现有字典中删除指定的键值对。
 *  判断现有字典中是否存在指定的键值对。

## 字典添加键值对 ##

为字典添加新的键值对很简单，直接给不存在的 key 赋值即可，具体语法格式如下：

dictname[key] = value

下面代码演示了在现有字典基础上添加新元素的过程：

a = {
        '数学':95}
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95}
    
    #添加新键值对
    a['语文'] = 89
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 89}
    
    #再次添加新键值对
    a['英语'] = 90
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}

## 字典修改键值对 ##

Python 字典中键（key）的名字不能被修改，我们只能修改值（value）。

字典中各元素的键必须是唯一的，因此，如果新添加元素的键与已存在元素的键相同，那么键所对应的值就会被新的值替换掉，以此达到修改元素值的目的。请看下面的代码：

a = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    
    a['语文'] = 100
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 100, '英语': 90}

可以看到，字典中没有再添加一个`{'语文':100}`键值对，而是对原有键值对`{'语文': 89}`中的 `value` 做了修改。

## 字典删除键值对 ##

如果要删除字典中的键值对，还是可以使用 `del` 语句。例如：

# 使用del语句删除键值对
    a = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    del a['语文']
    del a['数学']
    print(a)
    
    输出：{
        '英语': 90}

## 判断字典中是否存在指定键值对 ##

如果要判断字典中是否存在指定键值对，首先应判断字典中是否有对应的键。

判断字典是否包含指定键值对的键，可以使用 `in` 或 `not in` 运算符。

> 需要指出的是，对于 dict 而言，in 或 not in 运算符都是基于 key 来判断的。

a = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    # 判断 a 中是否包含名为'数学'的key
    print('数学' in a) # True
    
    # 判断 a 是否包含名为'物理'的key
    print('物理' in a) # False

通过 `in（或 not in）`运算符，我们可以很轻易地判断出现有字典中是否包含某个键，如果存在，由于通过键可以很轻易的获取对应的值，因此很容易就能判断出字典中是否有指定的键值对。

# dict字典方法 #

Python 字典的数据类型为 dict，我们可使用 `dir(dict)` 来查看该类型包含哪些方法，例如：

>>> dir(dict)
    ['clear', 'copy', 'fromkeys', 'get', 'items', 'keys', 'pop', 'popitem', 'setdefault', 'update', 'values']

## keys()、values() 、items() 方法 ##

将这三个方法放在一起介绍，是因为它们都用来获取字典中的特定数据：

*  `keys()` 方法用于返回字典中的所有键（`key`）；
 *  `values()` 方法用于返回字典中所有键对应的值（`value`）；
 *  `items()` 用于返回字典中所有的键值对（`key-value`）。

请看下面的例子：

scores = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    print(scores.keys())
    print(scores.values())
    print(scores.items())
    
    输出：
    dict_keys(['数学', '语文', '英语'])
    dict_values([95, 89, 90])
    dict_items([('数学', 95), ('语文', 89), ('英语', 90)])

可以发现，`keys()、values() 、items()` 返回值的类型分别为 `dict_keys、dict_values 、dict_items`。

在 Python 3.x 中如果想使用这三个方法返回的数据，一般有下面两种方案：

1、使用 list() 函数，将它们返回的数据转换成列表，例如：

a = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    print(list(a.keys()))
    print(list(a.values()))
    print(list(a.items()))
    输出：
    ['数学', '语文', '英语']
    [95, 89, 90]
    [('数学', 95), ('语文', 89), ('英语', 90)]

2、使用 for in 循环遍历它们的返回值，例如：

a = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    for k in a.keys():
        print(k, end=' ')
    print("\n---------------")
    for v in a.values():
        print(v, end=' ')
    print("\n---------------")
    for k, v in a.items():
        print("key:", k, " value:", v)
    
    输出：
    数学 语文 英语
    ---------------
    95 89 90
    ---------------
    key: 数学  value: 95
    key: 语文  value: 89
    key: 英语  value: 90

## copy() 方法 ##

`copy()` 方法返回一个字典的拷贝，也即返回一个具有相同键值对的新字典，例如：

a = {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': [1,2,3]}
    b = a.copy()
    print(b)
    
    输出：{
        'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3]}

注意，`copy()` 方法所遵循的拷贝原理，既有深拷贝，也有浅拷贝。

拿拷贝`字典 a`为例，`copy()` 方法只会对最表层的键值对进行深拷贝，也就是说，它会再申请一块内存用来存放 `{'one': 1, 'two': 2, 'three': []}`；

而对于某些列表类型的值来说，此方法对其做的是浅拷贝，也就是说，b 中的 \[1,2,3\] 的值不是自己独有，而是和 a 共有。

请看下面的例子：

a = {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': [1,2,3]}
    b = a.copy()
    #向 a 中添加新键值对，由于b已经提前将 a 所有键值对都深拷贝过来，因此 a 添加新键值对，不会影响 b。
    a['four']=100
    print(a)
    print(b)
    输出：
    {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3], 'four': 100}
    {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': [1, 2, 3]}
    
    #由于 b 和 a 共享[1,2,3]（浅拷贝），因此移除 a 中列表中的元素，也会影响 b。
    a['three'].remove(1)
    print(a)
    print(b)
    输出：
    {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': [2, 3], 'four': 100}
    {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': [2, 3]}

从运行结果不难看出，对 `a` 增加新键值对，`b` 不变；而修改 `a` 某键值对中列表内的元素，`b`也会相应改变。

## update() 方法 ##

`update()` 方法可以使用一个字典所包含的键值对来更新己有的字典。

在执行 `update()` 方法时，如果被更新的字典中己包含对应的键值对，那么原 value 会被覆盖；如果被更新的字典中不包含对应的键值对，则该键值对被添加进去（`key`存在则更新`value`，`key`不存在则新增该`key-value`）。

请看下面的代码：

a = {
        'one': 1, 'two': 2, 'three': 3}
    a.update({
        'one':4.5, 'four': 9.3})
    print(a)
    输出：{
        'one': 4.5, 'two': 2, 'three': 3, 'four': 9.3}

从运行结果可以看出，由于被更新的字典中已包含 key 为“one”的键值对，因此更新时该键值对的 value 将被改写；

而被更新的字典中不包含 key 为“four”的键值对，所以更新时会为原字典增加一个新的键值对。

## pop() 和 popitem() 方法 ##

`pop()` 和 `popitem()` 都用来删除字典中的键值对，不同的是，pop() 用来删除指定的键值对，而 popitem() 用来随机删除一个键值对，它们的语法格式如下：

dictname.pop(key)
    dictname.popitem()

其中，dictname 表示字典名称，key 表示键。

下面的代码演示了两个函数的用法：

a = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '化学': 83, '生物': 98, '物理': 89}
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '化学': 83, '生物': 98, '物理': 89}
    
    a.pop('化学')
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '生物': 98, '物理': 89}
    
    a.popitem()
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '生物': 98}

对 `popitem()` 的说明其实，说 `popitem()` 随机删除字典中的一个键值对是不准确的，虽然字典是一种无须的列表，但键值对在底层也是有存储顺序的，`popitem()` 总是弹出底层中的最后一个 key-value，这和列表的 `pop()` 方法类似，都实现了数据结构中“`出栈`”的操作。

## setdefault() 方法 ##

`setdefault()` 方法用来返回某个 key 对应的 value，其语法格式如下：

dictname.setdefault(key, defaultvalue)

说明，dictname 表示字典名称，key 表示键，defaultvalue 表示默认值（可以不写，不写的话是 `None`）。

当指定的 key 不存在时，`setdefault()` 会先为这个不存在的 key 设置一个默认的 defaultvalue，然后再返回 defaultvalue （`key存在时，返回对应的value；key不存在时，返回默认值`）。

也就是说，`setdefault()` 方法总能返回指定 key 对应的 value：

*  如果该 key 存在，那么直接返回该 key 对应的 value（不会更新value）；
 *  如果该 key 不存在，那么先为该 key 设置默认的 defaultvalue，然后再返回该 key 对应的 defaultvalue。

请看下面的代码：

a = {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    print(a)
    输出：{
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    
    #key存在，指定默认值
    value = a.setdefault('数学', 100)
    print(value)
    print(a)
    输出：
    95
    {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90}
    
    #key不存在，指定默认值
    value = a.setdefault('物理', 94)
    print(a)
    print(value)
    输出：
    94
    {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '物理': 94}
    
    #key不存在，不指定默认值
    a.setdefault('化学')
    print(a)
    输出：
    {
        '数学': 95, '语文': 89, '英语': 90, '物理': 94, '化学': None}

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzMyNzI3MDk1_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221005/3fb9e31dd8214bf9bf95f7b1e77ef6d8.png