6.Python容器类型-3

6. 容器类型 - 3

6.1 字典

引入

场景一：

声明一个列表

nameList = ['张三', '李四', '王五']

如果发现 "李四" 这个名字写错了，通过下标修改

nameList[1] = '赵六'

但是如果列表元素的顺序发生了变化，如下列代码

nameList = ['张三', '王五', '李四']

此时就必须需要修改下标，才能完成姓名的修改

nameList[2] = '赵六'

问：有没有方法，既能存储多个数据，还能在访问元素的很方便就能够定位到需要的那个元素呢？

场景二：

学生信息列表，每个学生信息包括学号、姓名、年龄等，如何从中找到某个学生的信息？

students = [[1001, "张三", 24], [1002, "李四", 23], [1005, "王五"，24], ...]

假如上述列表有100个人的信息，此时会发现想要找到某个人的信息虽然我们可以数数0、1、2、。。。。但这也太麻烦了

问：有没有更方便的方式呢？

通过上面的2个场景的描述，发现虽然列表可以很轻松的实现数据的增删改查，但当多个数据时，想要快速定位到某个数据就会很不方便

基于此原因，Python发明了一种特殊的下标，可以快速的找到想要的数据

拥有这种特殊下标的数据类型就是字典

基本使用

定义格式

{key1: value1, key2: value2 ...}

说明：

• key可以理解为：我们自己可以定义的下标
• value可以理解为：我们要存储的真正的数据
• 字典只要存储一个数据，就必须用key: value（我们常称为键值对）组成

代码示例

定义一个字典，存储小明的信息

student_info = {'name': '小明', 'age': 18, 'home': '广东省东莞市'}

如果感觉一行太长，写不开，可以用如下的方式

student_info = {
    'name': '小明',
    'age': 18, 
    'home': '广东省东莞市'
}

说明：

• 字典能够存储多个数据
• 列表中找某个元素时，是根据下标进行的，字典中找某个元素时，是根据’key’（就是冒号:前面的那个值，例如上面代码中的’name’、’home’、’age’）
• 字典的每个元素由2部分组成，键:值

根据 key 访问 value

student_info = {
    "name": "小明",
    "age": 18,
    "home": "广东省东莞市"
}

print(student_info['name'])  # 获取姓名
print(student_info['age'])  # 获取年龄
print(student_info['home'])  # 获取住址

运行结果：

小明
18
广东省东莞市

遍历字典（keys、values、items）

keys() 方法

遍历字典的键（key）

student_info = {
    "name": "小明",
    "age": 18,
    "home": "广东省东莞市"
}

for key in student_info.keys():
    print(key)

运行结果：

name
age
home

values() 方法

遍历字典的值（value）

student_info = {
    "name": "小明",
    "age": 18,
    "home": "广东省东莞市"
}

for val in student_info.values():
    print(val)

运行结果：

小明
18
广东省东莞市

items() 方法

遍历字典的项（元素）

student_info = {
    "name": "小明",
    "age": 18,
    "home": "广东省东莞市"
}

for item in student_info.items():
    print(item)

运行结果：

('name', '小明')
('age', 18)
('home', '广东省东莞市')

6.2 字典的常见操作

数据查询 - 普通方式

student_info = {
    "name": "小明",
    "age": 18,
    "home": "广东省东莞市"
}

print(student_info['QQ'])  # 当前字典不存在QQ这个键

运行结果：

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/poppies/Desktop/字典.py", line 8, in <module>
    print(student_info["QQ"])
KeyError: 'QQ'

数据查询 - get 方式

在我们不确定字典中是否存在某个键而又想获取其值时，可以使用get方法，还可以设置默认值：

student_info = {
    "name": "小明",
    "age": 18,
    "home": "广东省东莞市"
}

print(student_info.get('QQ', '当前字典不存在QQ这个key'))  # 当前字典不存在QQ这个键

运行结果：找不到指定的key则使用默认值，程序不会因为key的不存在而崩溃

当前字典不存在QQ这个key

数据修改

字典的每个元素中的数据是可以修改的，只要通过key找到，即可修改

info = {'name': '班长', 'id': 100, 'sex': '男', 'address': '中国北京'}

new_id = input('请输入新的学号:')
info['id'] = int(new_id)

print('修改之后的id为: %d' % info['id'])

运行结果：

请输入新的学号:1010
修改之后的id为: 1010

数据增加

新的key以及value就表示添加一个新的键值对

即：如果在使用 变量名['键'] = 数据 时，这个“键”在字典中不存在，那么就会新增这个元素。

info = {'name': '班长', 'id': 100, 'sex': '男', 'address': '中国北京'}

print(info)
info['web_address'] = "www.dgut.edu.cn"  # 添加一个新的键值对
print(info)

执行结果：

{'name': '班长', 'id': 100, 'sex': '男', 'address': '中国北京'}
{'name': '班长', 'id': 100, 'sex': '男', 'address': '中国北京', 'web_address': 'www.dgut.edu.cn'}

数据删除

对字典进行删除操作，有一下几种：

• del
• clear()

del 删除指定的元素

示例代码：

student_info = {'name': '小明', 'age': 18, 'home': '广东省东莞市'}

print(student_info)
del student_info['home']
print(student_info)

运行结果：

{'name': '小明', 'age': 18, 'home': '广东省东莞市'}
{'name': '小明', 'age': 18}

del 删除整个字典

示例代码：

student_info = {'name': '小明', 'age': 18, 'home': '广东省东莞市'}

print(student_info)
del student_info
print(student_info)

执行结果：

{'name': '小明', 'age': 18, 'nome': '广东省东莞市'}
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/poppies/Desktop/字典常见操作.py", line 7, in <module>
    print(student_info)
NameError: name 'student_info' is not defined

clear 清空整个字典元素

示例代码：

student_info = {'name': '小明', 'age': 18, 'home': '广东省东莞市'}

print(student_info)
student_info.clear()
print(student_info)

运行结果：

{'name': '小明', 'age': 18, 'nome': '广东省东莞市'}
{}

6.3 推导式

引入

推导式：就是一种能够快速生成数据的方式

例如，想要快速生成由1~20内所有偶数数组成的列表，就可以用”推导式”，代码如下：

[x for x in range(1, 21) if x % 2 == 0]

运行结果如下：

[2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20]

分类

推导式，根据最终要生成的数据，简单划分为

• 列表推导式
• 集合推导式
• 字典推导式

注意：没有元组推导式，而是生成器（在Python高级进阶课程中在学习）

列表推导式

列表推导式：一种可以快速生成列表的方式

代码格式：

[变量 for 变量 in 可迭代对象]

基本使用：

案例一：

In [1]: a = [x for x in range(4)]

In [2]: a
Out[2]: [0, 1, 2, 3]

In [3]: a = [x for x in range(3, 4)]

In [4]: a
Out[4]: [3]

In [5]: a = [x for x in range(3, 19)]

In [6]: a
Out[6]: [3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18]

In [7]: a = [x for x in range(3, 19, 2)]

In [8]: a
Out[8]: [3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17]

案例二：列表推导式中用到了 if

注意：列表推导式如果for中用到了if，for不用写:

In [9]: a = [x for x in range(3, 10) if x % 2 == 0]

In [10]: a
Out[10]: [4, 6, 8]

In [11]: a = [x for x in range(3, 10) if x % 2 != 0]

In [12]: a
Out[12]: [3, 5, 7, 9]

案例三：在列表推导式中使用两个 for 循环

In [13]: a = [(x, y) for x in range(1, 3) for y in range(3)]

In [14]: a
Out[14]: [(1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]

案例四：在列表推导式中使用三个 for 循环

In [15]: a = [(x, y, z) for x in range(1, 3) for y in range(3) for z in range(4, 6)]

In [16]: a
Out[16]: 
[(1, 0, 4),
 (1, 0, 5),
 (1, 1, 4),
 (1, 1, 5),
 (1, 2, 4),
 (1, 2, 5),
 (2, 0, 4),
 (2, 0, 5),
 (2, 1, 4),
 (2, 1, 5),
 (2, 2, 4),
 (2, 2, 5)]

练习

请写出一段 Python 代码实现分组：一个 list 里面的元素,比如 [1,2,3,...100]变成 [[1,2,3],[4,5,6]....]

参考答案：

a = [x for x in range(1,101)]
b = [a[x:x+3] for x in range(0, len(a), 3)]
print(b)

集合推导式

集合推导式：一种快速生成集合的方式

示例代码：

In [5]: a = {x for x in range(1, 21) if x % 2 == 0}

In [6]: type(a)
Out[6]: set

In [7]: a
Out[7]: {2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20}

集合推导式中也可以用if等，与列表推导式在格式上很类似，这里就不做过多的介绍，请类别列表推导式进行学习

字典推导式

字典推导式：一种快速生成字典的方式

案例一：快速生成一个1~10内key为某个数此时value为平方的字典

{x: x ** 2 for x in range(1, 11)}

运行效果：

{1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25, 6: 36, 7: 49, 8: 64, 9: 81, 10: 100}

案例二：快速生成一个1~10内key可以1时value为2，key为2时value3….依次类推的字典

{x: (x + 1) for x in range(1,11)}

运行效果：

{1: 2, 2: 3, 3: 4, 4: 5, 5: 6, 6: 7, 7: 8, 8: 9, 9: 10, 10: 11}

练习

编写代码用推导式，实现如下效果（列表中嵌套字典）

[{1: 1},
 {2: 4},
 {3: 9},
 {4: 16},
 {5: 25},
 {6: 36},
 {7: 49},
 {8: 64},
 {9: 81},
 {10: 100}]

参考代码：

[{x: x ** 2} for x in range(1, 11)]

6.4 拆包

引入

拆包：是一种快速提取数据的方式

例如，有一个元组(11, 22, 33, 44)想快速的提取每个元素且赋值给num1, num2, num3, num4这4个变量

普通的做法，较为繁琐：

nums = (11, 22, 33, 44)  # 定义一个元组
num1 = nums[0]  # 通过下标来提取
num2 = nums[1]  # 通过下标来提取
num3 = nums[2]  # 通过下标来提取
num4 = nums[3]  # 通过下标来提取

拆包的方式，可以见非常简洁：

num1, num2, num3, num4 = (11, 22, 33, 44)  # 一行代码搞定

列表拆包

示例：

a, b = [11, 22]
print(a)
print(b)

结果：

11
22

元组拆包

示例：

a, b = (11, 22)
print(a)
print(b)

结果：

11
22

集合拆包

示例：

a, b = {11, 22}
print(a)
print(b)

结果：

11
22

字典拆包

一般用法

a, b = {"name": "小明", "age": 18}
print(a)
print(b)

结果：

name
age

默认取到的是字典的key，而不是value

常见用法

student_info = {"name": "小明", "age": 18}

for k, v in student_info.items():
    print('k = %s, v = %s' % (k, v))

结果：

k = name, v = 小明
k = age, v = 18

注意点

=右边要拆的数据元素的个数 要 与=左边存的变量个数相同

错误示例如下：

a, b = [11, 22, 33]

运行结果如下：

ValueError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-19-887c339c8076> in <module>
----> 1 a, b = [11, 22, 33]

ValueError: too many values to unpack (expected 2)

经典面试题：交换两个变量的值

方式一：普通方式

a = 4
b = 5
print("交换之前a=%d, b=%d" % (a, b))

# 额外定义一个变量，用来临时使用
c = a
a = b
b = c
print("交换之后a=%d, b=%d" % (a, b))

运行结果：

交换之前a=4, b=5
交换之后a=5, b=4

方式二：巧妙方式

a = 4
b = 5
print("交换之前a=%d, b=%d" % (a, b))

# 巧妙之处（没有用额外的变量）
a = a+b
b = a-b
a = a-b
print("交换之后a=%d, b=%d" % (a, b))

运行结果：

交换之前a=4, b=5
交换之后a=5, b=4

方式三：拆包方式

a = 4
b = 5
print("交换之前a=%d, b=%d" % (a, b))

# Python独到之处
a, b = b, a 
print("交换之后a=%d, b=%d" % (a, b))

执行结果：

交换之前a=4, b=5
交换之后a=5, b=4

说明：

• a, b = b, a首先要计算=右边b, a，此时他们会被当做一个元组即(b, a)就相当于(5, 4)
• 然后再将a, b = (5, 4)进行计算，此时a为5，b为4