Python编程：从入门到实践-字典

• 使用字典

　　　在Python中，字典时一系列键-值对，每个键都与一个值相关联。可以使用键来访问与之相关联的值。与键想关联的值可以是数字、字符串、列表乃至字典。事实上，可将任何Python对象用作字典中的值。

　　在Python中，字典用放在花括号{}中的一系列键-值对表示。

#!/usr/bin/env python
#-*- encoding:utf-8 -*-
alient_0 = {'color': 'green', 'point':5}
print(alient_0['color'])
print(alient_0['point'])

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/demo.py
green
5

访问字典中的值

 　　要获取与键相关联的值，可依次指定字典名和放在方括号内的键

>>> alien_0 = {'color': 'green'}
>>> print(alien_0['color'])
green
>>>

　　首先定义一个字典，然后从这个字典中获取与键'points' 相关联的值，并将这个值存储在变量new_points中。接下来，将这个整数转换为字符串，并打印一条消息

>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
>>> new_points = alien_0['points']
>>> print("You just earned " + str(new_points) + " points!")
You just earned 5 points!

添加键-值对

 　　字典是一种动态结构，可随时在其中添加键-值对。要添加键值对，可一次指定字典名、用方括号括起的键和相关联的值

>>> print(alien_0)
{'color': 'green', 'points': 5}
>>> alien_0['x_position'] = 0
>>> alien_0['y_position'] = 25
>>> print(alien_0)
{'color': 'green', 'points': 5, 'x_position': 0, 'y_position': 25}
>>>

 创建一个空字典

　　在空字典添加键-值对。

>>> alien_0 = {}
>>> alien_0['color'] = 'green'
>>> alien_0['points'] = 5
>>>
>>> print(alien_0)
{'color': 'green', 'points': 5}

修改字典中的值

 　　修改字典中的值

>>> alien_0 = {'color': 'green'}
>>> print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")
The alien is green.
>>>
>>> alien_0['color'] = 'yellow'
>>> print("The alien is now " + alien_0['color'] + ".")
The alien is now yellow.
>>>

　　例子：对一个能够以不同速度移动的外星人的位置进行跟踪。我们将存储该外星人的当前速度，并据此确定该外星人将向右移动多远

#!/usr/bin/env python
alien_0 = {'x_position': 0, 'y_position': 25, 'speed': 'medium'}
print("Original x-position: " + str(alien_0['x_position']))
# 向右移动外星人
# 据外星人当前速度决定将其移动多远
if alien_0['speed'] == 'slow':
 x_increment = 1
elif alien_0['speed'] == 'medium':
  x_increment = 2
else:
  # 这个外星人的速度一定很快
  x_increment = 3
# 新位置等于老位置加上增量
alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
print("New x-position: " + str(alien_0['x_position']))

　　使用一个if-elif-else 结构来确定外星人鹰向右移动多远，并将这个值存储在变量x_increment中。如果速度为'medium'，将向右移动两个单位。

 删除键-值对

　　使用del语句将相应的键-值对彻底删除。

>>> print(alien_0)
{'color': 'yellow'}
>>> alien_0 = {'color': 'green', 'points':5}
>>> print(alien_0)
{'color': 'green', 'points': 5}
>>>
>>>
>>> del alien_0['points']
>>> print(alien_0)
{'color': 'green'}
>>>

由类似对象组成的字典

　　字典存储的是一个对象的多种信息，也可以使用字典来存储众多对象的同一种信息。

#!/usr/bin/env python
favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  #最后一个键-值对后面也加上逗号，为以后在下一行添加键-值对做好准备
  }

print("Sarah's favorite language is " + favorite_languages['sarah'].title() + ".")

• 遍历字典

　　遍历字典的方式：可遍历字典的所有键-值对、键和值

 遍历所有的键-值对

　　方法items() 返回一个键-值对列表，for循环一次将每个键-值对存储在指定的两个变量中。使用这两个变量来打印每个键及其相关联的值。

#!/usr/bin/env python

user_0 = {
  'username': 'efermi',
  'first': 'enrico',
  'last': 'fermi',
  }

for key, value in user_0.items():
  print("\nKey: " + key)
  print("Value: " + value)

　　注意，即便遍历字典时，键-值对的返回顺序也与存储顺序不同。Python不关心键-值对的存储顺序，而只跟踪键和值之间的关联关系

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/user.py

Key: username
Value: efermi

Key: first
Value: enrico

Key: last
Value: fermi

　　Python遍历字典的每个键-值对，并将键存储在变量name中，而将值存储在变量language中。

#!/usr/bin/env python
favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  #最后一个键-值对后面也加上逗号，为以后在下一行添加键-值对做好准备
  }

for name, language in favorite_languages.items():
  print(name.title() + "'s favorite language is " + 
      language.title() + ".")

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
Jen's favorite language is Python.
Sarah's favorite language is C.
Edward's favorite language is Ruby.
Phil's favorite language is Python.

遍历字典中的所有键

　　方法keys()，提取字典favorite_languages中的键，并将它们存储在变量name中。

#!/usr/bin/env python
favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  #最后一个键-值对后面也加上逗号，为以后在下一行添加键-值对做好准备
  }

for name in favorite_languages.keys():
  print(name.title())

　　遍历字典时，会默认遍历所所有的键。将for name in favorite_languages.keys(): 替换为for name in favorite_languages: ，输出将不变。

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
Jen
Sarah
Edward
Phil

　　在循环中，可使用当前键来访问与之相关联的值。创建一个列表，其中包含要通过打印消息，指出其喜欢的语言的朋友。

#!/usr/bin/env python
favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  
  }
friends = ['phil', 'sarah']
for name in favorite_languages.keys():
  print(name.title())
  if name in friends:
    print(" Hi " + name.title() +
          ", I see your favorite language is " + 
          favorite_languages[name].title() + "!")

　　运行结果

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
Jen
Sarah
 Hi Sarah, I see your favorite language is C!
Edward
Phil
 Hi Phil, I see your favorite language is Python!

　　还可以使用keys()确定某个人是否接受了调查。

#!/usr/bin/env python
favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  #最后一个键-值对后面也加上逗号，为以后在下一行添加键-值对做好准备
  }

　if 'erin' not in favorite_languages.keys():

  print("Erin, please take our poll!")

　　方法keys() 并非只能用于遍历；实际上，它返回一个列表，其中包含字典中的所有键。代码只是核实'erin' 是否包含在这个列表中。

按顺序遍历字典中的所有键

 　　要以特定的顺序返回元素，一种方法是在for循环中对返回的键进行排序，可使用函数sorted() 来获得按特定顺序排列的键列表的副本。

#!/usr/bin/env python
favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  
  }
for name in sorted(favorite_languages.keys()):
  print(name.title() + ", thank you for taking the poll.")

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
Edward, thank you for taking the poll.
Jen, thank you for taking the poll.
Phil, thank you for taking the poll.
Sarah, thank you for taking the poll.

遍历字典中的所有值

 　　如果只需要字典包含的值，可使用方法values()，它返回一个值的列表，而不包含任何键。

#!/usr/bin/env python
favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  
  }
print("The following languages have been mentioned:")
for language in favorite_languages.values():
  print(language.title())

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
The following languages have been mentioned:
Python
C
Ruby
Python

　　这种做法提取字典中所有的值，而没有考虑是否重复。未剔除重复项，可使用集合(set)。集合类似于列表，但每个元素都必须是独一无二的。

favorite_languages = {
  'jen': 'python',
  'sarah': 'c',
  'edward': 'ruby',
  'phil': 'python',  
  }
print("The following languages have been mentioned:")
for language in set(favorite_languages.values()):
  print(language.title())

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
The following languages have been mentioned:
C
Ruby
Python

• 嵌套 

　　有时候，需要将一系列字典存储在列表中，或将列表作为值存储在字典中，这称为嵌套。可以在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表甚至在字典中嵌套字典。

字典列表

　　字典alien_0 包含一个外星人的各种信息，但无法存储第二个外星人的信息。可以创建一个外星人列表，其中每个外星人都是一个字典，包含有关该外星人的信息。

#!/usr/bin/env python
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
alien_1 = {'color': 'yellow', 'points': 10}
alien_2 = {'color': 'red', 'points': 15}
aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]
for alien in aliens:
  print(alien)

　　使用range()生成30个外星人

#!/usr/bin/env python
# 创建一个用于存储外星人的空列表
aliens = []
# 创建30哥绿色的外星人
for alien_number in range(30):
  new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
  aliens.append(new_alien)
# 显示前五个外星人
for alien in aliens[5]:
  print(alien)
print("...")
# 显示创建了多少个外星人
print("Total number of aliens: " + str(len(aliens)))

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'yellow', 'points': 10}
{'color': 'red', 'points': 15}

　　这些外星人都具有相同的特征，但在Python看来，每个外星人都是独立的。

#!/usr/bin/env python
# 创建一个用于存储外星人的空列表
aliens = []
# 创建30哥绿色的外星人
for alien_number in range(30):
  new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
  aliens.append(new_alien)
# 显示前五个外星人
for alien in aliens[0:3]:
  if alien['color'] == 'green':
    alien['color'] = 'yellow'
    alien['speed'] = 'medium'
    alien['points'] = 10
# 显示前五个外星人
for alien in aliens[0:5]:
  print(alien)
print("...")

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
{'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
{'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
{'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
...

在字典中存储列表

　　将列表存储在字典中。例如，如何描述顾客点的比萨呢？如果使用列表，只能存储要添加的比萨配料；但如果使用字典，就不仅在其中包含配料列表，还可以包含其他比萨的描述。下面的示例，存储比萨的两方面信息：外皮类型和配料列表。

# 存储所点比萨的信息
pizza = {
    'crust': 'thick',
    'toppings': ['mushrooms', 'extra cheese'],
    }
# 概述所点的比萨
print("You ordered a " + pizza['crust'] + "-crust pizza " +
    "with the following toppings:")
for topping in pizza['toppings']:
  print("\t" + topping)

　

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py
You ordered a thick-crust pizza with the following toppings:
        mushrooms
        extra cheese

　　每当需要在字典中将一个键关联到多个值时，都可以在字典中嵌套一个列表。下例中：在遍历字典的for循环中，需要再使用一个for循环来遍历与键相关联的值

favorite_languages = {
    'jen': ['python', 'ruby'],
    'sarah': ['c'],
    'edward': ['ruby', 'go'],
    'phil': ['python', 'haskell'],
    }
for name, languages in favorite_languages.items():
  print("\n" + name.title() + "'s favorite languages are: ")
  for language in languages:
    print("\t" + language.title())

　　

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py

Jen's favorite languages are:
        Python
        Ruby

Sarah's favorite languages are:
        C

Edward's favorite languages are:
        Ruby
        Go

Phil's favorite languages are:
        Python
        Haskell

在字典中存储字典

　　字典中嵌套字典

users = {
  'aeinstein': {
    'first': 'albert',
    'last': 'einstein',
    'location': 'princeton',
    },
  'mcurie': {
     'first': 'marie',
     'last': 'curie',
     'location': 'paris',
     }
  }
for username, user_info in users.items():
  print("\nUsername: " + username)
  full_name = user_info['first'] + " " + user_info['last']
  location = user_info['location']

  print("\tFull name: " + full_name.title())
  print("\tLocation: " + location.title())

　　首先定义users字典，包含两个键用户名'aeinstein'和'mcurie'；与每个键相关联的值都是一个字典，其中包含用户的名、姓和居住地。遍历字典users ，让Python依次将每个键存储在变量username中，并依次将与当前键相关联的变量user_info中。

　　在变量user_info包含用户信息字典，而该字典包含三个键：'first'、'last'、'location'。

C:\PyProjects>C:/Python37/python3.exe c:/PyProjects/favorite_languages.py

Username: aeinstein
        Full name: Albert Einstein
        Location: Princeton

Username: mcurie
        Full name: Marie Curie
        Location: Paris

　　请注意，表示每位用户的字典的结构都相同，虽然Python并没有这样的要求，但这使得嵌套的字典处理起来更容易。倘若表示每位用户的字典都包含不同的键，for循环内部的代码将更复杂。