Python字典和集合

1.什么是字典

• Python內置的數據結構之一，與列表一樣是一個可變序列
• 以鍵值對的方式存儲數據，字典是一個無序的序列
  • 在存儲數據時要經過hash(key)的計算，計算的結果就是存儲的位置，因此字典的鍵值對順序並不是按照存儲時的先后順序決定的，而是經過計算得到的存儲位置。
  • 字典中的鍵必須時不可變序列，否則當鍵改變時，hash計算的結果就會發生變化，導致存儲位置發生變化。因此鍵必須要使用不可變序列

• 字典的實現原理
  • 與查新華字典類似，差字典是先根據部首或者拼音查找相應的頁碼，Python中的字典是根據 key去查找value的所在位置

2.字典的創建方式

#字典創建的兩種方式
#第一種，使用花括號
dict_1 = {'num':'20210101','name':'Liming','sex':'male'}
print(dict_1)
#第二種，使用內置函數dict()
# 2.1 通過其他字典創建
dict_2 = dict(dict_1)
print(dict_2)
print(dict_2 is dict_2)     # True

# 2.2 通過關鍵字參數創建
dict_3 = dict(num = "20210101",name = "Liming",sex = 'male')
print(dict_3)
print(dict_1 == dict_3)     #True
print(dict_1 is dict_3)     #False

# 2.3 通過鍵值對的序列創建
dict_4 = dict([('num',"20210101"),('name',"Liming"),('sex',"male")])
print(dict_3)

#2.4 通過dict和zip結合創建
dict_5 = dict(zip(['num','name','sex'],['20210101','Liming','male']))
print(dict_5)

if dict_1 == dict_2 == dict_3 == dict_4 == dict_5:   #判斷字典的值是否相同
    print("創建字典的5種方式相同")    
else:
    print("創建字典的5種方式不同")

• 字典種的鍵是唯一的，創建字典時若出現“鍵”相同的情況，則后定義的“鍵-值”對將覆蓋先定義的“鍵-值”對。

x = {'a':1,'b':2,"b":3}
print(x)
#運行結果
{'a': 1, 'b': 3}

 

• fromkeys()方法創建字典：當所有的鍵對應同一個值的時候，可以使用fromkeys創建字典
• dict.fromkeys(seq[,value])：
  • seq:為字典“鍵”的值列表
  • value：為設置鍵序列(seq)的值，省略時默認為None

dict_1 = dict.fromkeys(['zhangsan','wangwu'])
print(dict_1)
dict_2 = dict.fromkeys(['zhang_san','wang_wu'],18)
print(dict_2)
dict_3 = dict.fromkeys(['zhang_san','wang_wu'],b)
print(dict_3)
#從下面四行代碼可以看出，當他們值為可變序列並且引用地址相同時，類似於淺copy
dict_3['wang_wu'].pop()
print(dict_3)
dict_3['wang_wu'].append(10)
print(dict_3)

#運行結果
{'zhangsan': None, 'wangwu': None}
{'zhang_san': 18, 'wang_wu': 18}
{'zhang_san': [18], 'wang_wu': [18]}
{'zhang_san': [], 'wang_wu': []}
{'zhang_san': [10], 'wang_wu': [10]}

 

3.字典的訪問

a.根據鍵訪問值

• 字典中每個元素表示一種映射關系，將提供的“鍵‘作為下標可以訪問對應的值
• 如果字典中不存在這個”鍵“，則會拋出異常

#根據鍵訪問值
dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
print(dict_1["name"])
print(dict_1["sex"])
#print(dict_1["x"])   指定的鍵不存在，拋出異常

 

b.使用get（）方法訪問值

• 在訪問字典時，若不確定字典中是否由某個鍵，可通過get（）方法進行獲取。
• 若該鍵存在，則返回對應的值
• 若該鍵不存在，則返回默認值
• 語法格式
  • dict.get([key[,default = None])   
  • key:要查找的鍵
  • default：默認值，默認為None，可自行設置需要輸出的默認值。如果指定的鍵不存在，則返回默認值，當default為空時，返回None

#使用get()方法訪問值
dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
print(dict_1.get("name"))
print(dict_1.get("x"))    #返回None
print(dict_1.get("x",18))   #當鍵不存在時，輸出設置的默認值，並不會把鍵x存入dect_1
print(dict_1.get("age",19))   #當鍵存在時，輸出age原本的值

4.in 和 not in 在字典中的使用

• 判斷鍵是否在字典中

#in和not in在字典中的使用：判斷鍵是否在字典中
dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
print("name" in dict_1)           #True
print("張飛" in dict_1)            #False
print("張飛" not in dict_1)        #True

 

5.修改和添加字典中的元素

• 當以指定鍵為下標為字典元素賦值時，有兩種含義：
  • 若該鍵存在字典中，則表示修改該鍵對應的值
  • 若該鍵不存在字典中，則表示添加一個新的鍵值對，也就是添加一個新元素到字典中

dict_1 = {"name":"張飛","age":18}
print(dict_1)
dict_1["name"] = "李四"   #name鍵存在字典dict_1中，所以此處為修改name的值
print(dict_1)
dict_1["sex"] = "male"    #sex鍵不存在字典dict_1中，所以此處為添加新的鍵值對
print(dict_1)

#輸出結果
{'name': '張飛', 'age': 18}
{'name': '李四', 'age': 18}
{'name': '李四', 'age': 18, 'sex': 'male'}

 

6.刪除字典中的元素   del命令   clear()方法　　pop()方法　　　popitem()方法

• del命令：根據”鍵“刪除字典中的元素

dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
del dict_1["name"]
print(dict_1)
#運行結果
{'age': 18, 'sex': 'male'}

• clear()方法：用於清除字典中所有元素，其語法格式如下：

dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
dict_1.clear()
print(dict_1)
#運行結果
{}

• pop()方法：用於獲取指定”鍵“的值，並將這個鍵值對從字典中移除，並返回該鍵的值。
  • dict.pop(key[,default])
  • key:要被刪除的鍵
  • default：默認值，當字典中沒有要被刪除的key時，該方法返回指定的默認值

dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
print(dict_1.pop("age"))     #刪除鍵age與其值，pop（）方法的返回值為，刪除的該鍵的值
print(dict_1)
print(dict_1.pop('age',17))
print(dict_1)
print(dict_1.pop('name',"里斯"))
print(dict_1)

•  popitem()方法：用於隨機獲取一個鍵值對，將其刪除，並以元組的方式返回被刪除的鍵值對
• dict.popitem():該方法無參數

dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
x = dict_1.popitem()
print(x,type(x))
print(dict_1)
#運行結果
('sex', 'male') <class 'tuple'>
{'name': '張飛', 'age': 18}

 

 

7.更新字典

• 使用update()方法：可以將新字典的鍵值對，一次性全部添加到當前字典中
• 如果兩個字典存在相同的鍵，則以新字典中的值為准，更新當前字典
• dict.updata(dict2)
  • dict:當前字典
  • dict2：新字典

dict_1 = {"name":"張飛","age":18}
dict_2 = {"name":"李四","sex":"male"}
dict_1.update(dict_2)
print(dict_1)
print(dict_2)
#運行結果
{'name': '李四', 'age': 18, 'sex': 'male'}
{'name': '李四', 'sex': 'male'}

 

 

8.獲取字典視圖的三個方法

• key（）方法

#keys()方法：獲取字典中所有的key
dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
key_1 = dict_1.keys()
print(key_1,type(key_1)) #可以看出獲取到了字典所有的鍵，並存放在了一個貌似列表的dict_keys視圖中
key_2 = list(key_1)    #將對象key_1視圖變成列表,並不改變原來的key_1視圖
print(key_1)
print(key_2)
#運行結果
dict_keys(['name', 'age', 'sex']) <class 'dict_keys'>
dict_keys(['name', 'age', 'sex'])
['name', 'age', 'sex']

• values()方法

#values()方法：獲取字典中所有的value
dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
value_1 = dict_1.values()
print(value_1,type(value_1)) #可以看出獲取到了字典所有的值，並存放在了一個貌似列表的dict_values視圖中
value_2 = list(value_1)
print(value_1)
print(value_2)
#運行結果
dict_values(['張飛', 18, 'male']) <class 'dict_values'>
dict_values(['張飛', 18, 'male'])
['張飛', 18, 'male']

• items(）方法

#items()方法：獲取字典中所有的鍵值對
dict_1 = {"name":"張飛","age":18,"sex":"male"}
items_1 = dict_1.items()
#可以看出獲取到了字典所有的鍵值對，並將鍵值對存放在了元組中，再把元組存放在列表中，視圖類型為：dict_items
print(items_1,type(items_1))
items_2 = list(items_1)     #將視圖轉換成列表
print(items_2)
items_3 = tuple(items_2)    #將列表轉換成元組
print(items_2)
print(items_3)
#運行結果
dict_items([('name', '張飛'), ('age', 18), ('sex', 'male')]) <class 'dict_items'>
[('name', '張飛'), ('age', 18), ('sex', 'male')]
[('name', '張飛'), ('age', 18), ('sex', 'male')]
(('name', '張飛'), ('age', 18), ('sex', 'male'))

 

9.遍歷字典

• 使用for循環遍歷，列表、元組和集合的組合時

　　·當變量x為一個時，x會直接獲取列表（元組）的值

　　·當變量x,y···的個數剛好與列表（元組）的個數相同時，則直接將值依次賦給變量

注意：只有在使用列表和元組和集合的兩兩組合時才能這樣使用。

"""
使用for循環遍歷，列表和元組的組合時，
    ·當變量x為一個時，x會直接獲取列表（元組）的值
    ·當變量x,y···的個數剛好與列表（元組）的個數相同時，則直接將值依次賦給變量
"""
a = [('Mary', 'C',"d"),('Jone', 'java',"d"),('Lily', 'Python',"d"),('Lily', 'Python',"d")]
for x in a:
    print(x)        #列表里面存儲的元組，只有一個變量x，所以將元組直接賦值給x
print("============================================")
for x,y,z in a:     #列表里面存儲的元組，每個元組里面存儲了3個元素，剛好可以用三個變量xyz接收這三個元素
    print(x,y,z)
print("============================================")

a = (['Mary', 'C',"d"],['Jone', 'java',"d"],['Lily', 'Python',"d"],['Lily', 'Python',"d"])
for x in a:         #元組里面存儲的列表，只有一個變量x，所以將元組直接賦值給x
    print(x)
print("============================================")
for x,y,z in a:     #元組里面存儲的列表，每個列表里面存儲了3個元素，剛好可以用三個變量xyz接收這三個元素
    print(x,y,z)
#運行結果
('Mary', 'C', 'd')
('Jone', 'java', 'd')
('Lily', 'Python', 'd')
('Lily', 'Python', 'd')
============================================
Mary C d
Jone java d
Lily Python d
Lily Python d
============================================
['Mary', 'C', 'd']
['Jone', 'java', 'd']
['Lily', 'Python', 'd']
['Lily', 'Python', 'd']
============================================
Mary C d
Jone java d
Lily Python d
Lily Python d

a = {('Mary', 'C',"A"),('Jone', 'java',"B"),('Lily', 'Python',"C"),('Lily', 'Python',"D")}
for x in a:         #集合里面存儲的元組，只有一個變量x，所以將元組直接賦值給x
    print(x)
for x,y,z in a:      #集合里面存儲的元組，每個元組里面存儲了3個元素，剛好可以用三個變量xyz接收這三個元素
    print(x,y,z)
#運行結果
('Mary', 'C', 'A')
('Lily', 'Python', 'D')
('Jone', 'java', 'B')
('Lily', 'Python', 'C')
Mary C A
Lily Python D
Jone java B
Lily Python C

 

• 遍歷字典中所有的鍵值對

  • 使用items()方法，該方法以列表的形式返回可遍歷的鍵值對元組

stu_class = {
    'Mary': 'C',
    'Jone': 'java',
    'Lily': 'Python',
    'Lilo': 'Python'
}
for name,cla in stu_class.items():
    print(name,"選修的課程為：",cla)
#運行結果
Mary 選修的課程為： C
Jone 選修的課程為： java
Lily 選修的課程為： Python
Lilo 選修的課程為： Python

• 遍歷字典中所有的鍵

  • 當不需要字典中的值時，可使用keys()方法，只遍歷字典中的鍵，該方法以列表返回一個字典中所有的鍵

stu_class = {
    'Mary': 'C',
    'Jone': 'java',
    'Lily': 'Python',
    'Lilo': 'Python'
}
for name in stu_class.keys():
    print(name)
#運行結果
Mary
Jone
Lily
Lilo

•  遍歷字典中所有的值

  • 當只關心字典所包含的值時，可以使用values()方法，該方法以列表形式返回字典中所有的值

stu_class = {
    'Mary': 'C',
    'Jone': 'java',
    'Lily': 'Python',
    'Lilo': 'Python'
}
for cla in stu_class.values():
    print(cla)
#運行結果
C
java
Python
Python

10.字典的特點

• 字典中所有的元素都是一個鍵值對（key - value）,key不允許重復，但是value可以重復
• 字典中的元素是無序的
• 字典中的key是不可變對象（不可變序列）
• 字典頁可以根據需要動態伸縮
• 字典會浪費較大的內存，是一種使用空間換時間的數據

11.復制字典

• 直接賦值：對象的引用
• 淺復制（copy()方法）：拷貝父對象，引用對象內部的子對象
• 深復制（deepcopy()方法）:copy模塊的deepcopy()方法，完全復制父對象及其子對象

dict1 = {'user':'runoob','num':[123]}
dict2 = dict1       #引用對象
dict3 = dict1.copy()    #淺復制，深復制父對象，子對象不復制，還是引用
import copy
dict4 = copy.deepcopy(dict1) #深復制，完全復制父對象和子對象
print(1,dict1,id(dict1))　　　　　　　　　　　　　　　　#1 {'user': 'runoob', 'num': [123]} 1630766832896
dict1['user'] = 'root'　　　　　　　　　　　　　　　　 　
print(1,dict1,id(dict1))　　　　　　　　　　　　　　　　#1 {'user': 'root', 'num': [123, 23]} 1630766832896
print(2,dict2,id(dict2))　　　　　　　　　　　　　　　　#2 {'user': 'root', 'num': [123, 23]} 1630766832896
print(3,dict3,id(dict3))　　　　　　　　　　　　　　　　#3 {'user': 'runoob', 'num': [123, 23]} 1630766833088
print(4,dict4,id(dict4))　　　　　　　　　　　　　　　　#4 {'user': 'runoob', 'num': [123]} 1630767214080

 

Python集合（set）

1.什么是集合

• python語言提供的內置數據結構
• 與列表和字典一樣，都屬於可變序列，同時與字典一樣 無序的可變序列
• 集合是沒有value的字典
• 集合類型與其他類型最大的區別在於，它不包含重復元素
• 集合中的元素是不可變的，但是整個集合是可變的

 

 

 2.集合創建

#集合創建方式一：使用{}
set_1 = {"Python","Hello",90}
print(set_1)
set_2 = {1,1,2,3,4,4,"Python","Python"}    #集合中的元素不允許重復
print(set_2)
set_3 = {1,2.2,(1,2,3,4),"Python"}
print(set_3)
#set_4 = {1,2.2,[1,2,3,4]}    # 代碼報錯：集合中的元素不允許為 可變數據類型（可變序列）

#集合創建方式二：使用內置函數 set():將字符出、列表、元組、range()等對象轉化成集合
set_4 = set("python")
print(set_4)
set_5 = set([1,2,3,4,5])
print(set_5)
set_6 = set((1,2,"Hello"))
print(set_6)
set_7 = set(range(5))
print(set_7)
set_8 = set()          #創建空集合
print(set_8)
set_9 = {}
print(type(set_9))     # <class 'dict'> :所以創建空集合的時候，不能直接使用{}

注意：在Python的集合中0代表Flase，1代表True

set_1 = {2,3,4,5,6,True,False}
print(set_1)    #{False, True, 2, 3, 4, 5, 6}

set_2 = {0,1,2,3,4,5,6,True,False}
print(set_2)    #{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}

set_3 = {0,2,3,4,5,6,True,False}
print(set_3)    #{0, True, 2, 3, 4, 5, 6}

 

 3.集合的判斷操作

• in  或者  not  in　:   判斷元素是否在集合中

set_1 = {10,20,30,40,50}
print(10 in set_1)          #True
print(100 in set_1)         #False
print(20 not in set_1)      #False
print(100 not in set_1)     #True

4.集合添加元素　　add()方法　　　　update()方法

set_1.add(x)方法：如果數據項x不在結合set_1中，將x添加到set_1中    （一次添加一個元素，元素不重復的前提下）

set_1.update(T)方法：合並結合T中的元素到當前集合set_1中，並自動去除重復元素  （至少添加一個元素，元素不重復的前提下）

#集合添加元素
set_1 = {1,2.2,"Python"}
set_2 = {(1,2,True,"Hello"),2.2,"Python","China"}
set_1.add((1,2,True,"Hello"))
print(set_1)
set_1.update(set_2)
print(set_1)
set_1.update([10,20,30])   #可以添加集合中的元素
print(set_1)
set_1.update((40,50,60))   #可以添加元組中過的元素
print(set_1)
#運行結果
{1, 2.2, (1, 2, True, 'Hello'), 'Python'}
{1, 2.2, 'China', (1, 2, True, 'Hello'), 'Python'}
{1, 2.2, 'China', 10, (1, 2, True, 'Hello'), 20, 'Python', 30}
{1, 2.2, 'China', 40, 10, (1, 2, True, 'Hello'), 50, 20, 'Python', 60, 30}

5.集合刪除元素　　remove()方法　　discard()方法　　pop()方法　　 clear()方法

S.remove(x)方法：如果x在集合S中，移除該元素；如果x不存在則拋出異常

S.discard(x)方法：如果x在集合S中，移除該元素；如果x不存在不會報錯

set_1 = {1,(1,2,True,"Hello"),2.2,"Python"}
set_1.remove(1)
print(set_1)
# set_1.remove(1)   #集合中無元素1，執行此代碼會拋出異常
set_1.discard(2.2)
print(set_1)
set_1.discard(2.2)  #集合中無元素2.2，不過執行此代碼不會拋出異常
print(set_1)
#運行結果
{(1, 2, True, 'Hello'), 2.2, 'Python'}
{(1, 2, True, 'Hello'), 'Python'}
{(1, 2, True, 'Hello'), 'Python'}

S.pop()方法：隨機刪除並返回集合中過的一個元素，如果集合為空則拋出異常

S.clear()方法：清空集合

set_1 = {1,(1,2,True,"Hello"),2.2,"Python"}
print(set_1.pop())
print(set_1)
set_1.clear()
print(set_1)
#set_1.pop() #集合為空，執行此行代碼，會拋出異常
#運行結果
1
{2.2, 'Python', (1, 2, True, 'Hello')}
set()

6.集合間的關系

• 兩個集合是否相等  ==  、  !=   、  is   、not  is

set_1 = {10,20,30,40}
set_2 = {40,30,10,20}
print(set_1 == set_2)   #True    比較集合的值是否相等
print(set_1 is set_2)   #False   比較集合的引用地址是否相等

• 一個集合是否是另一個集合的子集
  • 可以調用方法 issubset() 判斷
  • B是A的子集

A = {1,2,3,4,5,6}
B = {1,2,3,4}
print(B.issubset(A))     #True  B是A的子集

• 一個集合是否是另一個集合的超集
  • 可以調用方法 issuperset()  判斷
  • A是B的子集

A = {1,2,3,4,5,6}
B = {1,2,3,4}
print(A.issuperset(B))   #True  A是B的超集

• 兩個集合是否沒有交集　　
  
  • 可以調用方法 isdisjoint() 判斷　　

A = {1,2,3,4,5,6}
B = {1,2,3,4}
print(A.isdisjoint(B))   #False  判斷A和B是否沒有交集
B = {7,8,9,10}
print(A.isdisjoint(B))   #True  判斷A和B是否沒有交集

7.集合的數據關系

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