Python Dictionaries详解！

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嗨，你好啊，我是猿java

Python Dictionaries字典是一种用于以键值对的形式存储值的数据结构。这篇文章，我们来详细分析。

什么是Python字典？

Python中的字典是一种用于以键值对的形式存储值的数据结构，这使得它与列表、元组和数组不同，因为在字典中每个键都有一个关联的值。

注意：从 Python 3.7 版本开始，字典是有序的，并且不能包含重复的键。

Python字典的语法：

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dict_var = {key1: value1, key2: value2, ……}

如何创建字典？

通过{}创建

在 Python 中，字典可以通过在花括号{}内放置一系列元素并用逗号分隔来创建。字典包含键值对，键和值可以是任何数据类型，值可以重复，而键不能重复且必须是不可变的。

注意：字典键是区分大小写的，相同名称但不同大小写的键将被视为不同的键。

如下示例代码：第一个字典使用整数键，第二个字典使用字符串和整数键的混合，展示了 Python 字典处理各种数据类型作为键的灵活性。

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Dict = {1: 'Hello', 2: 'Python', 3: 'Dictionaries'}
print("\n使用整数键的字典: ")
print(Dict)

Dict = {'Name': 'Hello', 1: [1, 2, 3, 4]}
print("\n使用混合键的字典: ")
print(Dict)

输出：

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使用整数键的字典: 
{1: 'Hello', 2: 'Python', 3: 'Dictionaries'}

使用混合键的字典: 
{'Name': 'Hello', 1: [1, 2, 3, 4]}

通过dict()创建

字典也可以通过内置函数dict()创建。注意：一个空字典可以通过只放置花括号{}来创建。

如下示例：展示了如何使用dict()构造函数通过在花括号内指定键值对以及作为元组列表创建字典。

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dict1 = {}
print("\n空字典: ")
print(dict1)

dict1 = dict({1: 'Hello', 2: 'Python'})
print("\n使用dict()创建的字典: ")
print(dict1)

dict1 = dict([(1, 'Hello'), (2, 'Python')])
print("\n每个项目作为一对的字典: ")
print(dict1)

输出：

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空字典:
{}

使用dict()创建的字典: 
{1: 'Hello', 2: 'Python'}

每个项目作为一对的字典: 
{1: 'Hello', 2: 'Python'}

创建嵌套字典

如下示例代码，定义了一个名为dict2的嵌套字典，包含多个层次的键值对。它包括一个顶级字典，键为1、2和3。键3关联的值是另一个字典，键为‘A’、‘B’和‘C’。这展示了如何使用 Python 字典创建层次结构的数据结构。

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dict2 = {1: 'Hello', 2: 'For', 3: {'A': 'Welcome', 'B': 'To', 'C': 'Python'}}
print(Dict)

输出：

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{1: 'Hello', 2: 'For', 3: {'A': 'Welcome', 'B': 'To', 'C': 'Python'}}

创建字典的复杂性

时间复杂度：O(len(dict))
空间复杂度：O(n)

向字典中添加元素

创建时添加元素

可以通过多种方式向字典中添加元素。可以一次添加一个值，通过定义键和值，例如dict1[Key] = ‘Value’。

使用内置的update()方法

使用内置的update()方法可以更新字典中现有的值。嵌套键值也可以添加到现有字典中。

注意：在添加值时，如果键值对已经存在，则值会被更新，否则将添加一个新的键值对。

如下示例代码：向 Python字典中添加不同数据类型的项目，该代码从一个空字典开始，然后向其中添加键值对，它展示了如何添加各种数据类型的元素，更新键的值，甚至将字典嵌套到主字典中。该代码展示了如何在Python中操作字典。

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dict1 = {}
print("空字典: ")
print(dict1)
dict1[0] = 'Hello'
dict1[2] = 'Python'
dict1[3] = 1
print("\n添加3个元素后的字典: ")
print(dict1)

dict1['Value_set'] = 2, 3, 4
print("\n添加3个元素后的字典: ")
print(dict1)

dict1[2] = 'Welcome'
print("\n更新键值: ")
print(dict1)
dict1[5] = {'Nested': {'1': 'Life', '2': 'Dictionaries'}}
print("\n添加嵌套键: ")
print(dict1)

输出：

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空字典: 
{}

添加3个元素后的字典: 
{0: 'Hello', 2: 'Python', 3: 1}

添加3个元素后的字典: 
{0: 'Dictionaries', 2: 'For', 3: 1, 'Value_set': (2, 3, 4)}

更新键值: 
{0: 'Dictionaries', 2: 'Welcome', 3: 1, 'Value_set': (2, 3, 4)}

添加嵌套键: 
{0: 'Dictionaries', 2: 'Welcome', 3: 1, 'Value_set': (2, 3, 4), 5: {'Nested': {'1': 'Life', '2': 'Dictionaries'}}}

添加元素到字典的复杂性

时间复杂度：O(1)/O(n)
空间复杂度：O(1)

访问字典的元素

使用键访问

该代码展示了如何使用键访问字典中的元素。它访问并打印与键‘name’和1关联的值，展示了键可以是不同的数据类型（字符串和整数）。

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dict1 = {1: 'Hello', 'name': 'For', 3: 'Python'}
print("使用键访问元素:")
print(dict1['name'])
print("使用键访问元素:")
print(dict1[1])

输出：

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使用键访问元素:
For
使用键访问元素:
Python

使用get访问

使用get()方法也可以帮助访问字典中的元素，该方法接受键作为参数并返回值。

如下示例代码，展示了如何使用get()方法访问字典元素。它检索并打印字典dict1中与键3 关联的值。该方法提供了一种安全的方法来访问字典值，避免在键不存在时抛出 KeyError。

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dict1 = {1: 'Hello', 'name': 'For', 3: 'Hello'}

print("使用get()访问元素:")
print(dict1.get(3))

输出：

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使用get()访问元素:
Hello

访问字典元素的复杂性

时间复杂度：O(1)
空间复杂度：O(1)

使用索引[]访问嵌套字典的元素

要访问嵌套字典中任何键的值，请使用索引[]语法。

如下示例代码展示了如何处理嵌套字典。首先访问并打印与键‘dict1’关联的整个嵌套字典。然后，通过嵌套字典导航访问并打印特定值。最后，检索并打印嵌套字典‘dict2’中与键‘Name’关联的值。

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dict0 = {'dict1': {1: 'Hello'},'dict2': {'Name': 'Python'}}

print(dict0['dict1'])
print(dict0['dict1'][1])
print(dict0['dict2']['Name'])

输出：

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{1: 'Hello'}
Python
Python

删除字典中的项目

使用‘del’关键字删除元素

可以使用del关键字删除字典中的项目，如下所示。

示例：该代码定义了一个字典，打印其原始内容，然后使用del语句删除与键1关联的元素。删除后，它打印更新后的字典，显示指定的元素已被移除。

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dict1 = {1: 'Hello', 'name': 'For', 3: 'Python'}

print("字典:")
print(dict1)
del(dict1[1]) 
print("删除后的字典:")
print(dict1)

输出：

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字典:
{1: 'Hello', 'name': 'For', 3: 'Python'}
删除后的字典:
{'name': 'For', 3: 'Python'}

字典方法

以下是一些内置字典函数及其描述，你可以使用这些函数对字典进行操作。

方法 描述
dict() 用于创建一个新字典或将其他可迭代对象转换为字典。
dict.clear() 移除字典中的所有元素
dict.copy() 返回字典的副本
dict.get(key, default = “None”) 返回指定键的值
dict.items() 返回一个包含字典中每个键值对的元组列表
dict.keys() 返回一个包含字典所有键的列表
dict.update(dict2) 使用指定的键值对更新字典
dict.values() 返回字典所有值的列表
pop() 移除指定键的元素
popItem() 移除最后插入的键值对
dict.setdefault(key,default= “None”) 如果字典中没有指定的键，则将该键设置为默认值
dict.has_key(key) 如果字典包含指定的键，则返回True

Python中的多重字典操作

该代码以字典dict1开始，并创建其副本dict2。然后展示了几个字典操作：清空dict1，访问值，检索键值对和键，移除特定键值对，更新值以及检索值。这些操作展示了如何在Python中处理字典。

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dict1 = {1: "Python", 2: "Java", 3: "Ruby", 4: "Scala"}
dict2 = dict1.copy()
print(dict2)
dict1.clear()
print(dict1)
print(dict2.get(1))
print(dict2.items())
print(dict2.keys())
dict2.pop(4)
print(dict2)
dict2.popitem()
print(dict2)
dict2.update({3: "Scala"})
print(dict2)
print(dict2.values())

输出：

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{1: 'Python', 2: 'Java', 3: 'Ruby', 4: 'Scala'}
{}
Python
dict_items([(1, 'Python'), (2, 'Java'), (3, 'Ruby'), (4, 'Scala')])
dict_keys([1, 2, 3, 4])
{1: 'Python', 2: 'Java', 3: 'Ruby'}
{1: 'Python', 2: 'Java'}
{1: 'Python', 2: 'Java', 3: 'Scala'}
dict_values(['Python', 'Java', 'Scala'])

常见问题解答

如何在Python中使用字典？

Python中的字典用于存储键值对。它们是无序的、可变的，并且可以包含任何Python对象作为值。

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# 创建一个字典
my_dict = {‘key1’: ‘value1’, ‘key2’: ‘value2’}
# 使用键访问值
print(my_dict[‘key1’]) # 输出: value1

# 修改值
my_dict[‘key2’] = ‘new_value’
# 添加新的键值对
my_dict[‘key3’] = ‘value3’
# 移除一个键值对
del my_dict[‘key1’]

如何在Python中打印字典？

你可以使用print()来显示字典的内容。你可以打印整个字典或通过访问键或值打印特定元素。

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my_dict = {‘name’: ‘Alice’, ‘age’: 30}
# 打印整个字典
print(my_dict)
# 打印特定元素
print(my_dict[‘name’]) # 输出: Alice

如何在Python中声明一个字典？

你可以通过在花括号{}内包含键值对来声明一个字典。

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# 空字典
empty_dict = {}
# 具有初始值的字典
my_dict = {‘key1’: ‘value1’, ‘key2’: ‘value2’}

什么是Python中的字典键和值？

在字典中，键是用于访问值的唯一标识符。值是与这些键关联的数据。

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my_dict = {‘name’: ‘Alice’, ‘age’: 30}
# 访问键和值
print(my_dict.keys()) # 输出: dict_keys([‘name’, ‘age’])
print(my_dict.values()) # 输出: dict_values([‘Alice’, 30])

在字典中如何使用all()、any()、cmp()和sorted()？

  • all()检查字典中的所有值是否都为True。
  • any()检查字典中的任何一个值是否为True。
  • cmp()（在Python 3中不再可用）用于比较两个字典。
  • sorted()返回字典中键的新排序列表。
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my_dict = {‘A’: 10, ‘B’: 20, ‘C’: 0}
print(all(my_dict.values())) # False (0的值为False)
print(any(my_dict.values())) # True (至少有一个值为True)
print(sorted(my_dict)) # [‘A’, ‘B’, ‘C’] (排序后的键)

总结

本文我们对 Python Dictionaries进行了详细的分析，Python字典是一种用于以键值对形式存储数据的强大数据结构。字典在Python 3.7及更高版本中是有序的，键必须是不可变且唯一的。字典可以通过花括号{}或dict()函数创建，并支持多种数据类型作为键和值。字典还支持嵌套结构，允许创建复杂的层次数据。

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