【AI编程学习之Python】第十二天:Python的字典
发布者:admin发表于:25天前阅读数:126评论:0
关键词:aipython

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字典是“键值对”的无序可变序列,字典中的每个元素都是一个“键值对”,包含:“键对象”和“值对象”。可以通过“键对象”实现快速获取、删除、更新对应的”值对象”。

列表中我们通过”下标数字”找到对应的对象。字典中通过“键对象”找到对应的“值对象”。“键”是任意的不可变数据,比如:整数、浮点数、字符串、元组。但是:列表、字典、集合这些可变对象,不能作为“键”。并且“键”不可重复。

“值”可以是任意的数据,并且可重复。

一个典型的字典的定义方式:

a ={‘name’:’wanmeidao’,’age’:18,’job’:’programmer’}

字典创建

  1. 我们可以通过{} ,dict()来创建字典对象。
>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>b=dict(name='完美岛',age=18)>>>c=dict([('name':'完美岛'),('age':18)])>>>c={} #空的字典对象>>>d=dict() #空的字典对象
  1. 通过zip() 创建字典对象。
>>>k=['name','age']>>>v=['完美岛',18]>>>d=dict(zip(k,v))>>>d{'name':'完美岛','age':18}
  1. 通过fromkeys创建值为空的字典
>>>a=dict.fromkeys(['name','age'])>>>a{'name':None,'age':None}

字典元素的访问

为了测试各种访问方法,我们在这里设定一个字典对象:

>>>a={'name':'完美岛','age':18}
  1. 通过键获得值,若不存在则抛出异常。
>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>a['name']'完美岛'>>>a['company']Traceback (most recent call last): File "<pyshell#16>", line 1, in <module> a['company']KeyError: 'company'
  1. 通过get() 方法获得值。推荐使用,优点是:指定键不存在则返回None,也可以设置指定键值不存在时的默认返回值对象。
>>>a.get('name') //通过get访问,获取不到时返回默认值'完美岛'>>>a.get('company','吊销') '吊销'
  1. 列出所有键值对
>>>a.items()dict_items([('name', '完美岛'), ('age', 18)])
  1. 列出所有的键,列出所有的值
>>>a.keys()dict_keys(['name', 'age'])>>>a.values()dict_values(['完美岛', 18])
  1. len()键值对的个数
>>>len(a)2
  1. 检测一个键是否在字典中
>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>> "name" in aTrue

字典添加,修改,删除

  1. 给字典新增“键值对”。如果“键”已经存在,则覆盖旧的键值对;如果“键”不存在,则新增“键值对”。
>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>a['address']='岛国' //添加键值>>>a['age']=16 //添加键值>>>a{'name': '完美岛', 'age': 16, 'address': '岛国'}
  1. 使用update() 将新字典中所有键值对全部添加到I旧字典对象上。如果key有重复,则直接覆盖。
>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>b={'name':'完美岛','address':'岛国'}>>>a.update(b) //如果key重复则覆盖a{'name': '完美岛', 'age': 18, 'address': '岛国'}
  1. 字典中元素的删除,可以使用del() 方法;或者clear() 删除所有键值对;pop()删除指定键值对,并返回对应的“值对象”;
>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>del(a['name']) //删除某个键值>>>a{'age': 18}>>>a.clear(){}>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>b=a.pop('age')>>>b18
  1. popitem():随机删除和返回该键值对。字典是“无序可变序列”,因此没有第一个元素、最后一个元素的概念;popitem弹出随机的项,因为字典并没有”最后的元素”或者其他有关顺序的概念。若想一个接一个地移除并处理项,这个方法就非常有效(因为不用首先获取键的列表)。
>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>a.popitem()('age', 18)>>>a{'name': '完美岛'}

序列解包

序列解包可以用于元组、列表、字典。序列解包可以让我们方便的对多个变量赋值。

>>>x,y,z=(10,20,30)>>>x10>>>y20>>>z30>>>(a,b,c)=(10,20,30)>>>a10>>>[a,b,c]=(10,20,30)>>>a10

序列解包用于字典时,默认是对“键”进行操作;如果需要对键值对操作,则需要使用 items();如果需要对”值”进行操作,则需要使用values();

>>>a={'name':'完美岛','age':18}>>>name,age=a>>>namename>>>name,age=a.items()>>>name('name', '完美岛')>>>name,age=a.values()>>>name'完美岛'

表格数据使用字典和列表存储,并实现访问

姓名年龄薪资城市
张三1830000北京
李四1920000上海
赵五2010000深圳
>>>r1={"name":"张三","age":18,"salary":30000,"city":"北京"}>>>r1={"name":"李四","age":19,"salary":20000,"city":"上海"}>>>r1={"name":"赵五","age":20,"salary":10000,"city":"深圳"}>>>table=[r1,r2,r3]#获取第二行人的薪资>>>table[1].get("salary")20000#打印表中所有薪资for i in range(len(table)) print(table[i].get('salary'))

字典核心底层原理(重要)

字典对象的核心是散列表。散列表是一个稀疏数组(总是有空白元素的数组),数组的每个单元叫做bucket。每个bucket有两部分:一个是键对象的引用,一个是值对象的引用。

由于,所有bucket结构和大小一致,我们可以通过偏移量来读取指定bucket。

将一个键值放入字典的底层过程

>>>a={}>>>a["name"]="完美岛"
  1. 假设字典对象创建完后,数组长度为8:
bucket0key0value0
bucket1
bucket2
bucket3
bucket4key4value4
bucket5
bucket6
bucket7
  1. 我们要把’name’=’完美岛’ 这个键值对放到字典对象a中,首先第一步需要计算键”name”的散列值。Python中可以通过hash()来计算。
>>>bin(hash("name"))'-0b101101101111111011101001100110100001100110001000001111001101110'
  1. 由于数组长度为8,我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量,即”101”,十进制是数字5。我们查看偏移量5,对应的bucket是否为空。如果为空,则将键值对放进去。如果不为空,则依次取右边3位作为偏移量,即“100”,十进制是数字

  2. 再查看偏移量为4的bucket是否为空。直到找到为空的bucket将键值对放进去。

根据键查找“键值对”的底层过程

我们明白了一个键值对是如何存储到数组中的,根据键对象取到值对象,理解起来就简单了。

>>>a.get("name")"完美岛"

当我们调用a.get(“name”),就是根据键”name”查找到”键值对”,从而找到值对象“完美岛’”。

第一步,我们仍然要计算”name”对象的散列值:

>>>bin(hash("name"))'-0b101101101111111011101001100110100001100110001000001111001101110'

和存储的底层流程算法一致,也是依次取散列值的不同位置的数字。假设数组长度为8,我们可以拿计算出的散列值的最右边3位数字作为偏移量,即“101”,十进制是数字5。我们查看偏移量5,对应的bucket是否为空。如果为空,则返回None。如果不为空,则将这个bucket的键对象计算对应散列值,和我们的散列值进行比较,如果相等。则将对应“值对象”返回。如果不相等,则再依次取其他几位数字,重新计算偏移量。依次取完后仍然没有找到。则返回None。

用法总结:

  1. 键必须可散列

    1. 数字、字符串、元组,都是可散列的。

    2. 自定义对象需要支持下面三点:

      1. 支持hash()函数

      2. 支持通过_eq_()方法检测相等性。

      3. 若a==b为点,则hash(a)==hash(b)也为真。

  2. 字典在内存中开销巨大,典型的空间换时间。

  3. 键查询速度很快

  4. 往字典里面添加新建可能导致扩容,导致散列表中键的次序变化。因此不要在遍历字典的同时进行字典的修改。

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