字典
字典是 Python 中唯一的映射类型,每个元素由键(key)和值(value)构成,键必须是不可变类型,比如数字、字符串和元组。
字典基本操作
这里先介绍字典的几个基本操作,后文再介绍字典的常用方法。
- 创建字典
- 遍历字典
- 判断键是否在字典里面
创建字典
字典可以通过下面的方式创建:
>>> d0 = {} # 空字典
>>> d0
{}
>>> d1 = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> d1
{'age': 20, 'name': 'ethan'}
>>> d1['age'] = 21 # 更新字典
>>> d1
{'age': 21, 'name': 'ethan'}
>>> d2 = dict(name='ethan', age=20) # 使用 dict 函数
>>> d2
{'age': 20, 'name': 'ethan'}
>>> item = [('name', 'ethan'), ('age', 20)]
>>> d3 = dict(item)
>>> d3
{'age': 20, 'name': 'ethan'}
遍历字典
遍历字典有多种方式,这里先介绍一些基本的方式,后文会介绍一些高效的遍历方式。
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> for key in d:
... print '%s: %s' % (key, d[key])
...
age: 20
name: ethan
>>> d['name']
'ethan'
>>> d['age']
20
>>> for key in d:
... if key == 'name':
... del d[key] # 要删除字典的某一项
...
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
RuntimeError: dictionary changed size during iteration
>>>
>>> for key in d.keys(): # python2 应该使用这种方式, python3 使用 list(d.keys())
... if key == 'name':
... del d[key]
...
>>> d
{'age': 20}
在上面,我们介绍了两种遍历方式:for key in d
和 for key in d.keys()
,如果在遍历的时候,要删除键为 key 的某项,使用第一种方式会抛出 RuntimeError,使用第二种方式则不会。
判断键是否在字典里面
有时,我们需要判断某个键是否在字典里面,这时可以用 in
进行判断,如下:
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> 'name' in d
True
>>> d['score'] # 访问不存在的键,会抛出 KeyError
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'score'
>>> 'score' in d # 使用 in 判断 key 是否在字典里面
False
字典常用方法
字典有自己的一些操作方法,这里只介绍部分常用的方法:
- clear
- copy
- get
- setdefault
- update
- pop
- popitem
- keys/iterkeys
- values/itervalues
- items/iteritems
- fromkeys
clear
clear 方法用于清空字典中的所有项,这是个原地操作,所以无返回值(或者说是 None)。
看看例子:
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> rv = d.clear()
>>> d
{}
>>> print rv
None
再看看一个例子:
>>> d1 = {}
>>> d2 = d1
>>> d2['name'] = 'ethan'
>>> d1
{'name': 'ethan'}
>>> d2
{'name': 'ethan'}
>>> d1 = {} # d1 变为空字典
>>> d2
{'name': 'ethan'} # d2 不受影响
在上面,d1 和 d2 最初对应同一个字典,而后我们使用 d1 = {}
使其变成一个空字典,但此时 d2 不受影响。如果希望 d1 变成空字典之后,d2 也变成空字典,则可以使用 clear 方法:
>>> d1 = {}
>>> d2 = d1
>>> d2['name'] = 'ethan'
>>> d1
{'name': 'ethan'}
>>> d2
{'name': 'ethan'}
>>> d1.clear() # d1 清空之后,d2 也为空
>>> d1
{}
>>> d2
{}
copy
copy 方法实现的是浅复制(shallow copy)。它具有以下特点:
- 对可变对象的修改保持同步;
- 对不可变对象的修改保持独立;
看看例子:
# name 的值是不可变对象,books 的值是可变对象
>>> d1 = {'name': 'ethan', 'books': ['book1', 'book2', 'book3']}
>>> d2 = d1.copy()
>>> d2['name'] = 'peter' # d2 对不可变对象的修改不会改变 d1
>>> d2
{'books': ['book1', 'book2', 'book3'], 'name': 'peter'}
>>> d1
{'books': ['book1', 'book2', 'book3'], 'name': 'ethan'}
>>> d2['books'].remove('book2') # d2 对可变对象的修改会影响 d1
>>> d2
{'books': ['book1', 'book3'], 'name': 'peter'}
>>> d1
{'books': ['book1', 'book3'], 'name': 'ethan'}
>>> d1['books'].remove('book3') # d1 对可变对象的修改会影响 d2
>>> d1
{'books': ['book1'], 'name': 'ethan'}
>>> d2
{'books': ['book1'], 'name': 'peter'}
和浅复制对应的是深复制(deep copy),它会创造出一个副本,跟原来的对象没有关系,可以通过 copy 模块的 deepcopy 函数来实现:
>>> from copy import deepcopy
>>> d1 = {'name': 'ethan', 'books': ['book1', 'book2', 'book3']}
>>> d2 = deepcopy(d1) # 创造出一个副本
>>>
>>> d2['books'].remove('book2') # 对 d2 的任何修改不会影响到 d1
>>> d2
{'books': ['book1', 'book3'], 'name': 'ethan'}
>>> d1
{'books': ['book1', 'book2', 'book3'], 'name': 'ethan'}
>>>
>>> d1['books'].remove('book3') # 对 d1 的任何修改也不会影响到 d2
>>> d1
{'books': ['book1', 'book2'], 'name': 'ethan'}
>>> d2
{'books': ['book1', 'book3'], 'name': 'ethan'}
get
当我们试图访问字典中不存在的项时会出现 KeyError,但使用 get 就可以避免这个问题。
看看例子:
>>> d = {}
>>> d['name']
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'name'
>>> print d.get('name')
None
>>> d.get('name', 'ethan') # 'name' 不存在,使用默认值 'ethan'
'ethan'
>>> d
{}
setdefault
setdefault 方法用于对字典设定键值。使用形式如下:
dict.setdefault(key, default=None)
看看例子:
>>> d = {}
>>> d.setdefault('name', 'ethan') # 返回设定的默认值 'ethan'
'ethan'
>>> d # d 被更新
{'name': 'ethan'}
>>> d['age'] = 20
>>> d
{'age': 20, 'name': 'ethan'}
>>> d.setdefault('age', 18) # age 已存在,返回已有的值,不会更新字典
20
>>> d
{'age': 20, 'name': 'ethan'}
可以看到,当键不存在的时候,setdefault 返回设定的默认值并且更新字典。当键存在的时候,会返回已有的值,但不会更新字典。
update
update 方法用于将一个字典添加到原字典,如果存在相同的键则会进行覆盖。
看看例子:
>>> d = {}
>>> d1 = {'name': 'ethan'}
>>> d.update(d1) # 将字典 d1 添加到 d
>>> d
{'name': 'ethan'}
>>> d2 = {'age': 20}
>>> d.update(d2) # 将字典 d2 添加到 d
>>> d
{'age': 20, 'name': 'ethan'}
>>> d3 = {'name': 'michael'} # 将字典 d3 添加到 d,存在相同的 key,则覆盖
>>> d.update(d3)
>>> d
{'age': 20, 'name': 'michael'}
items/iteritems
items 方法将所有的字典项以列表形式返回,这些列表项的每一项都来自于(键,值)。我们也经常使用这个方法来对字典进行遍历。
看看例子:
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> d.items()
[('age', 20), ('name', 'ethan')]
>>> for k, v in d.items():
... print '%s: %s' % (k, v)
...
age: 20
name: ethan
iteritems 的作用大致相同,但会返回一个迭代器对象而不是列表,同样,我们也可以使用这个方法来对字典进行遍历,而且这也是推荐的做法:
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> d.iteritems()
<dictionary-itemiterator object at 0x109cf2d60>
>>> for k, v in d.iteritems():
... print '%s: %s' % (k, v)
...
age: 20
name: ethan
keys/iterkeys
keys 方法将字典的键以列表形式返回,iterkeys 则返回针对键的迭代器。
看看例子:
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> d.keys()
['age', 'name']
>>> d.iterkeys()
<dictionary-keyiterator object at 0x1077fad08>
values/itervalues
values 方法将字典的值以列表形式返回,itervalues 则返回针对值的迭代器。
看看例子:
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> d.values()
[20, 'ethan']
>>> d.itervalues()
<dictionary-valueiterator object at 0x10477dd08>
pop
pop 方法用于将某个键值对从字典移除,并返回给定键的值。
看看例子:
>>> d = {'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> d.pop('name')
'ethan'
>>> d
{'age': 20}
popitem
popitem 用于随机移除字典中的某个键值对。
看看例子:
>>> d = {'id': 10, 'name': 'ethan', 'age': 20}
>>> d.popitem()
('age', 20)
>>> d
{'id': 10, 'name': 'ethan'}
>>> d.popitem()
('id', 10)
>>> d
{'name': 'ethan'}
对元素为字典的列表排序
事实上,我们很少直接对字典进行排序,而是对元素为字典的列表进行排序。
比如,存在下面的 students 列表,它的元素是字典:
students = [
{'name': 'john', 'score': 'B', 'age': 15},
{'name': 'jane', 'score': 'A', 'age': 12},
{'name': 'dave', 'score': 'B', 'age': 10},
{'name': 'ethan', 'score': 'C', 'age': 20},
{'name': 'peter', 'score': 'B', 'age': 20},
{'name': 'mike', 'score': 'C', 'age': 16}
]
- 按 score 从小到大排序
>>> sorted(students, key=lambda stu: stu['score'])
[{'age': 12, 'name': 'jane', 'score': 'A'},
{'age': 15, 'name': 'john', 'score': 'B'},
{'age': 10, 'name': 'dave', 'score': 'B'},
{'age': 20, 'name': 'peter', 'score': 'B'},
{'age': 20, 'name': 'ethan', 'score': 'C'},
{'age': 16, 'name': 'mike', 'score': 'C'}]
需要注意的是,这里是按照字母的 ascii 大小排序的,所以 score 从小到大,即从 ‘A’ 到 ‘C’。
- 按 score 从大到小排序
>>> sorted(students, key=lambda stu: stu['score'], reverse=True) # reverse 参数
[{'age': 20, 'name': 'ethan', 'score': 'C'},
{'age': 16, 'name': 'mike', 'score': 'C'},
{'age': 15, 'name': 'john', 'score': 'B'},
{'age': 10, 'name': 'dave', 'score': 'B'},
{'age': 20, 'name': 'peter', 'score': 'B'},
{'age': 12, 'name': 'jane', 'score': 'A'}]
- 按 score 从小到大,再按 age 从小到大
>>> sorted(students, key=lambda stu: (stu['score'], stu['age']))
[{'age': 12, 'name': 'jane', 'score': 'A'},
{'age': 10, 'name': 'dave', 'score': 'B'},
{'age': 15, 'name': 'john', 'score': 'B'},
{'age': 20, 'name': 'peter', 'score': 'B'},
{'age': 16, 'name': 'mike', 'score': 'C'},
{'age': 20, 'name': 'ethan', 'score': 'C'}]
- 按 score 从小到大,再按 age 从大到小
>>> sorted(students, key=lambda stu: (stu['score'], -stu['age']))
[{'age': 12, 'name': 'jane', 'score': 'A'},
{'age': 20, 'name': 'peter', 'score': 'B'},
{'age': 15, 'name': 'john', 'score': 'B'},
{'age': 10, 'name': 'dave', 'score': 'B'},
{'age': 20, 'name': 'ethan', 'score': 'C'},
{'age': 16, 'name': 'mike', 'score': 'C'}]