3.4　字典與集合

字典是Python中的一種數據結構，它無序、可變，保存的內容以鍵-值對的形式存放。Python中的字典類似于我們日常生活中的新華字典，它把拼音和漢字關聯起來，通過音節表我們可以快速找到想要的漢字。其中，新華字典里的音節表相當于鍵（key），對應的漢字相當于值（value）。鍵是唯一的，值可以有多個。字典在定義一個包含多個命名字段的對象時很有用。

字典的主要特征如下：

　通過鍵而不是通過索引來讀取。字典有時也稱為關聯數組或者散列表（hash），它通過鍵將一系列的值聯系起來，這樣就可以通過鍵從字典中獲取指定項，但不能通過索引來獲取。

　字典是任意對象的無序集合。字典是無序的，各項是從左到右隨機排序的，即保存在字典中的項沒有特定的順序。這樣可以提高查找順序。

　字典是可變的，且可以任意嵌套。字典可以在原處增長或者縮短（無須生成一份備份），且支持任意深度的嵌套（即其值可以是列表或其他字典）。

　字典中的鍵必須唯一。不允許同一個鍵出現兩次，如果出現兩次，則后一個值會被記住。

　字典中的鍵不可變。可以使用數字、字符串或者元組，但不能使用列表。

3.4.1　字典的定義

定義字典時，每個元素都必須包含兩部分—鍵和值。例如，一個保存水果信息的字典，鍵可以是水果名稱，值可以是水果價格，如圖3.45所示。

圖3.45　字典示意圖

創建字典時，在鍵和值之間使用冒號分隔，相鄰兩個元素使用逗號分隔，所有元素放在一對大括號“{}”中。語法格式如下：

dictionary = {'key1':'value1', 'key2':'value2', …, 'keyn':'valuen',}

參數說明：

　dictionary：字典名稱。

　key1,key2,…,keyn：元素的鍵。必須是唯一的，并且不可變。可以是字符串、數字或者元組。

　value1,value2,…,valuen：元素的值。可以是任何數據類型，不要求唯一性。

例如，創建一個保存通訊錄信息的字典，可以使用下面的代碼：

dictionary = {'qq':'84978981','明日科技':'84978982','無語':'0431-84978981'}
print(dictionary)

執行結果如下：

{'qq': '84978981', 'mr': '84978982', '無語': '0431-84978981'}

同列表和元組一樣，也可以創建空字典。在Python中，可以使用下面兩種方法創建空字典。

dictionary = {}
dictionary = dict()

dict()方法除了可以創建一個空字典外，還可以通過已有數據快速創建字典，主要形式有以下3種。

1．通過映射函數創建字典

語法格式如下：

dictionary = dict(zip(list1,list2))

參數說明：

　dictionary：字典名稱。

　zip()函數：用于將多個列表或元組對應位置的元素重新“打包”，組合為新的元組，并返回包含這些內容的zip對象。如果想得到元組，可以將zip對象使用tuple()函數進行轉換；如果想得到列表，則可以使用list()函數進行轉換。

　list1：一個列表，用于指定待生成字典的鍵。

　list2：一個列表，用于指定待生成字典的值。如果list1和list2的長度不同，則與最短的列表長度相同。

2．通過給定的關鍵字參數創建字典

語法格式如下：

dictionary = dict(key1=value1,key2=value2,…,keyn=valuen)

參數說明：

　dictionary：字典名稱。

　key1,key2,…,keyn：表示參數名，必須是唯一的，并且符合Python標識符的命名規則。該參數將被轉換為字典的鍵。

　value1,value2,…,valuen：表示參數值，可以是任何數據類型，不要求必須唯一。該參數將被轉換為字典的值。

例如，將名字和星座以關鍵字參數的形式創建一個字典，可以使用下面的代碼：

dictionary =dict(綺夢 = '水瓶座', 冷伊一 = '射手座', 香凝 = '雙魚座', 黛蘭 = '雙子座')
print(dictionary)

執行結果如下：

{'綺夢': '水瓶座', '冷伊一': '射手座', '香凝': '雙魚座', '黛蘭': '雙子座'}

3．通過fromkeys()方法創建

還可以使用dict對象的fromkeys()方法創建值為空的字典，語法如下：

dictionary = dict.fromkeys(list1)

參數說明：

　dictionary：字典名稱。

　list1：作為字典的鍵的列表。

例如，創建一個只包括名字的字典，可以使用下面的代碼。

執行結果如下：

{'綺夢': None, '冷伊一': None, '香凝': None, '黛蘭': None}

另外，還可以通過已經存在的元組和列表創建字典。例如，創建一個保存名字的元組和保存星座的列表，通過它們創建一個字典，可以使用下面的代碼：

執行結果如下：

{('綺夢', '冷伊一', '香凝', '黛蘭'): ['水瓶座', '射手座', '雙魚座', '雙子座']}

如果將作為鍵的元組修改為列表，再創建一個字典，代碼如下：

執行結果如圖3.46所示。可見，錯誤出現在代碼的第3行，用列表作為字典的鍵值時產生了異常。

圖3.46　將列表作為字典的鍵時產生的異常

3.4.2　遍歷字典

字典是以鍵-值對的形式存儲數據的。Python提供了遍歷字典的方法，通過遍歷可以獲取字典中的全部鍵-值對。

使用字典對象的items()方法可以獲取字典的鍵-值對列表。其語法格式如下：

dictionary.items()

其中，dictionary為字典對象；返回值為可遍歷的（鍵-值對）的元組列表。

要想獲取到具體的鍵-值對，可以通過for循環遍歷該元組列表。例如，定義一個字典，通過items()方法獲取鍵-值對的元組列表，并輸出全部鍵-值對，代碼如下：

執行結果如下：

('qq', '84978981')
('明日科技', '84978982')
('無語', '0431-84978981')

上面的示例得到的是元組中的各個元素。如果想獲取到具體的鍵和值，可以使用下面的代碼進行遍歷：

01  dictionary = {'qq':'4006751066','明日科技':'0431-84978982','無語':'0431-84978981'}
02  for key,value in dictionary.items():
03      print(key,"的聯系電話是",value)

執行結果如下：

qq 的聯系電話是 4006751066
明日科技 的聯系電話是 0431-84978982
無語 的聯系電話是 0431-84978981

3.4.3　集合簡介

Python提供了兩種創建集合的方法，一種是直接使用{ }創建；另一種是通過set()函數將列表、元組等可迭代對象轉換為集合。

1．使用賦值運算符直接創建集合

在Python中，創建set集合可以像創建列表、元組和字典一樣，通過直接將集合賦值給變量來實現。語法格式如下：

setname = {element 1,element 2,…,element n}

參數說明：

　setname：集合名稱，可以是任何符合Python命名規則的標識符。

　elemnet 1,elemnet 2,…,elemnet n：集合中的元素。個數沒有限制，只要是Python支持的數據類型就可以。

例如，下面的代碼將創建3個集合并打印輸出。

01  set1 = {'水瓶座','射手座','雙魚座','雙子座'}
02  set2 = {3,1,4,1,5,9,2,6}
03  set3 = {'Python', 28, ('人生苦短', '我用Python')}
04  print(set1)
05  print(set2)
06  print(set3)

執行結果如下：

{'水瓶座', '雙子座', '雙魚座', '射手座'}
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 9}
{'Python', ('人生苦短', '我用Python'), 28}

2．使用set()函數創建集合

也可以使用set()函數將列表、元組等其他可迭代對象轉換為集合。set()函數的語法格式如下：

setname = set(iteration)

參數說明：

　setname：集合名稱。

　iteration：表示要轉換為集合的可迭代對象，可以是列表、元組、range對象等。另外，也可以是字符串，如果是字符串，返回的集合將是包含全部不重復字符的集合。

例如，下面的代碼將創建3個集合并打印輸出。

01  set1 = set("命運給予我們的不是失望之酒，而是機會之杯。")
02  set2 = set([1.414,1.732,3.14159,3.236])
03  set3 = set(('人生苦短', '我用Python'))
04  print(set1)
05  print(set2)
06  print(set3)

執行結果如下：

{'不', '的', '望', '是', '給', '，', '我', '。', '酒', '會', '杯', '運', '們', '予', '而', '失', '機', '命', '之'}
{1.414, 3.236, 3.14159, 1.732}
{'人生苦短', '我用Python'}

可見，在創建集合時如果出現重復元素，將只保留一個。這里，第一個集合中的“是”和“之”都只保留了一個。