Python 学习中什么是字典，如何操作字典？

什么是字典

字典（Dictionary）是Python中的一种内置数据结构，用于存储键值对（key-value pair）。字典的特点是通过键来快速查找值，键必须是唯一的，而值可以是任何数据类型。字典在其他编程语言中通常被称为哈希表或关联数组。

字典使用花括号 {} 括起来，键值对之间用逗号 , 分隔，每个键和值之间用冒号 : 分隔。例如：

my_dict = {'name': 'John','age': 25,'city': 'New York'
}

创建字典

创建字典的方法有多种，可以使用花括号 {} 或 dict() 函数。

使用花括号创建字典

# 创建一个空字典
empty_dict = {}# 创建一个带有初始键值对的字典
person = {'name': 'Alice','age': 30,'city': 'Seattle'
}

使用 `dict()` 函数创建字典

# 创建一个空字典
empty_dict = dict()# 使用关键字参数创建字典
person = dict(name='Bob', age=25, city='San Francisco')# 从键值对的列表创建字典
person = dict([('name', 'Carol'), ('age', 22), ('city', 'Chicago')])

访问字典元素

可以通过键来访问字典中的值。如果键不存在，会引发 KeyError。

person = {'name': 'David','age': 28,'city': 'Los Angeles'
}# 通过键访问值
print(person['name'])  # 输出 'David'# 使用 get() 方法访问值，若键不存在则返回 None 或指定的默认值
print(person.get('age'))  # 输出 28
print(person.get('gender'))  # 输出 None
print(person.get('gender', 'Unknown'))  # 输出 'Unknown'

修改字典元素

可以通过键修改字典中的值，如果键不存在，则会添加新的键值对。

person = {'name': 'Eve','age': 35,'city': 'Boston'
}# 修改已有键的值
person['age'] = 36
print(person)  # 输出 {'name': 'Eve', 'age': 36, 'city': 'Boston'}# 添加新的键值对
person['gender'] = 'Female'
print(person)  # 输出 {'name': 'Eve', 'age': 36, 'city': 'Boston', 'gender': 'Female'}

删除字典元素

可以使用 del 语句或 pop() 方法删除字典中的键值对。

person = {'name': 'Frank','age': 40,'city': 'Denver'
}# 使用 del 删除键值对
del person['city']
print(person)  # 输出 {'name': 'Frank', 'age': 40}# 使用 pop() 方法删除键值对并返回被删除的值
age = person.pop('age')
print(age)  # 输出 40
print(person)  # 输出 {'name': 'Frank'}

字典的常用操作

获取字典的键、值和键值对

可以使用 keys()、values() 和 items() 方法分别获取字典的键、值和键值对。

person = {'name': 'Grace','age': 29,'city': 'Houston'
}# 获取所有键
keys = person.keys()
print(keys)  # 输出 dict_keys(['name', 'age', 'city'])# 获取所有值
values = person.values()
print(values)  # 输出 dict_values(['Grace', 29, 'Houston'])# 获取所有键值对
items = person.items()
print(items)  # 输出 dict_items([('name', 'Grace'), ('age', 29), ('city', 'Houston')])

遍历字典

可以使用 for 循环遍历字典的键、值或键值对。

person = {'name': 'Hank','age': 45,'city': 'Miami'
}# 遍历字典的键
for key in person:print(key, person[key])# 遍历字典的键和值
for key, value in person.items():print(key, value)

合并字典

可以使用 update() 方法将一个字典的键值对更新到另一个字典中。如果键已存在，则更新其值；如果键不存在，则添加新的键值对。

dict1 = {'name': 'Ivy', 'age': 32}
dict2 = {'city': 'Atlanta', 'age': 33}# 使用 update() 方法合并字典
dict1.update(dict2)
print(dict1)  # 输出 {'name': 'Ivy', 'age': 33, 'city': 'Atlanta'}

字典的高级操作

字典推导式

字典推导式是一种简洁的创建字典的方法，类似于列表推导式。语法为 {key: value for item in iterable}。

# 创建一个平方字典
squares = {x: x**2 for x in range(6)}
print(squares)  # 输出 {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}# 过滤字典中的元素
person = {'name': 'Jack', 'age': 50, 'city': 'Seattle', 'country': 'USA'}
filtered_dict = {k: v for k, v in person.items() if k != 'age'}
print(filtered_dict)  # 输出 {'name': 'Jack', 'city': 'Seattle', 'country': 'USA'}

嵌套字典

字典可以包含其他字典作为其值，这使得字典可以用于表示更复杂的数据结构。

# 嵌套字典示例
students = {'John': {'age': 20, 'major': 'Computer Science'},'Alice': {'age': 22, 'major': 'Mathematics'},'Bob': {'age': 21, 'major': 'Physics'}
}# 访问嵌套字典中的元素
print(students['Alice']['major'])  # 输出 'Mathematics'# 添加新的嵌套字典
students['Eve'] = {'age': 23, 'major': 'Biology'}
print(students)

字典的实际应用

统计字符出现次数

字典可以用于统计字符串中每个字符出现的次数。

text = "hello world"# 统计字符出现次数
char_count = {}
for char in text:if char in char_count:char_count[char] += 1else:char_count[char] = 1print(char_count)  # 输出 {'h': 1, 'e': 1, 'l': 3, 'o': 2, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1}

存储和查询配置参数

字典可以用于存储和查询应用程序的配置参数。

# 配置参数字典
config = {'host': 'localhost','port': 8080,'debug': True
}# 访问配置参数
print(config['host'])  # 输出 'localhost'
print(config['port'])  # 输出 8080# 修改配置参数
config['debug'] = False
print(config)  # 输出 {'host': 'localhost', 'port': 8080, 'debug': False}

将字典转换为JSON

在处理API请求或响应时，通常需要将字典转换为JSON格式，可以使用 json 模块实现。

import json# 字典
person = {'name': 'Kate','age': 27,'city': 'San Diego'
}# 将字典转换为JSON字符串
person_json = json.dumps(person)
print(person_json)  # 输出 '{"name": "Kate", "age": 27, "city": "San Diego"}'# 将JSON字符串转换为字典
person_dict = json.loads(person_json)
print(person_dict)  # 输出 {'name': 'Kate', 'age': 27, 'city': 'San Diego'}