字典

内存空间

• 代码区：存储方法体的二进制代码。
• 静态数据区：存储全局变量、静态变量、常量。
• 动态数据区
  • 栈区：由系统自动分配和回收，存放函数的局部变量、参数值、返回值等。使用一级缓存，调用时处于存储空间，调用完立即释放。
  • 堆区：由程序员分配释放。类似于链表，使用二级缓存，生命周期由虚拟机的垃圾回收算法来决定。

字典

• 底层实现

  • 散列表（哈希表）：稀疏数组。数组的每个单元叫bucket，bucket包括键对象的引用和值对象的引用两部分。

  • 哈希函数：使键均匀分布在数组中，并且可以在内存中以O(1)的复杂度进行寻址，从而实现快速查找和修改。

  • 哈希碰撞（冲突）：由于不同的键可能具有相同的哈希值，就可能出现冲突。

  • 建立哈希表

    • 添加数据：将key通过哈希函数装换成一个整型数字，将该数字对数组长度取余，取余结果就是数组下标，将值存储在以该数字为下标的数组空间中。
    • 查询数据：使用哈希函数将key转换成对应的数组下标，直接定位所在位置的值。

  • 哈希冲突解决

    • 开放寻址法：当产生哈希冲突时，通过一个探测函数计算出下一个侯选位置，如果仍存在冲突，通过探测函数继续查找，直至找到位置来存储元素。
    • 链地址法：将哈希值相同的key都存放在同一线性链表中，按顺序遍历就可以找到。
    • 再哈希法：按顺序规定多个哈希函数，每次查询的时候按顺序调用哈希函数。

  • 字典的键必须是可哈希的，虽然键查询速度快，但在内存中开销很大。

• 内置函数和方法

  • len(dict)：计算字典元素个数
  • str(dict)：输出字典
  • dict.clear()：删除字典内所有元素
  • dict.copy()：返回一个字典的浅复制
  • dict.get(key,default=None)：返回指定键的值，如果键不在返回默认值
  • key in dict：判断键是否在字典中
  • dict.items()：以列表形式返回可遍历的（键，值）元组数组
  • dict.keys()：返回一个迭代器，可以用list()来转换为列表
  • dict.values()：返回一个迭代器，可以用list()来转换成列表
  • dict.update(dict1)：将字典dict1的键值对更新到dict中
  • dict.setdefault(key,default=None)：键不存在就会添加键并将值设为default