4.4 字典

在许多应用中需要利用关键词查找对应的信息，例如，通过学号来检索某学生的信息。其中，通过学号查找所对应学生的信息的方式称为“映射”。Python语言的字典（Dictionary）类型就是一种映射。其他编程语言中也提供类似的结构，例如，哈希（Hash）、关联数组等。

字典（Dictionary）和列表类似，也是可变序列，不过与列表不同，它是无序的可变序列，保存的内容是以“键值对”的形式存放的。这类似于《新华字典》，它可以把拼音和汉字关联起来。通过音节表可以快速找到想要的汉字。其中，《新华字典》里的音节表相当于键（Key），而对应的汉字相当于值（Value）。键是唯一的，而值可以有多个。

字典的主要特征如下。

1.通过键而不是通过索引来读取

字典有时也称为关联数组或者散列表（Hash）。它是通过键将一系列的值联系起来的，这样就可以通过键从字典中获取指定项，但不能通过索引来获取。

2.字典是任意对象的无序集合

字典是无序的，各项是从左到右随机排序的，即保存在字典中的项没有特定的顺序。这样可以提高查找效率。

3.字典是可变的，并且可以任意嵌套

字典可以在原处增长或者缩短（无须生成一份拷贝），并且它支持任意深度的嵌套（即它的值可以是列表或者其他的字典）。

4.字典中的键必须唯一

不允许同一个键出现两次，如果出现两次，则后一个值会被记住。

5.字典中的键必须不可变

字典中的键是不可变的，所以字典中的键可以使用数字、字符串或者元组，但不能使用列表。

4.4.1 字典的创建

字典包含了一个索引的集合，称为键（Key）和值（Value）的集合。一个键对应一个值。这种一一对应的关联称为键值对（Key-Value Pair），或称为项（Item）。简单地说，字典就是用花括号包裹的键值对的集合。每个键值对用冒号“：”分隔，每对之间用逗号“，”分隔，语法格式如下。

参数说明：

● key1，key2，...，keyn：表示元素的键，必须是唯一的，并且不可变，例如可以是字符串、数字或者元组。

● valuel，value2，...，valuen：表示元素的值，可以是任何数据类型，不是必须唯一。

【例4-38】 新建并显示字典。

运行结果：

同列表和元组一样，也可以创建空字典。在Python中，可以使用下面两种方法创建空字典。

或者

Python的dict（）方法除了可以创建一个空字典外，还可以通过已有数据快速创建字典。主要表现为以下两种形式。

1.通过映像函数创建字典

语法格式为：dictionary=dict（zip（list1，list2））

参数说明：

● dictionary：表示字典名称。

● zip函数：用于将多个列表或元组对应位置的元素组合为元组，并返回包含这些内容的zip对象。如果想得到元组，可以将zip对象使用tuple函数转换为元组；如果想得到列表，则可以使用list函数将其转换为列表。

● list1：表示一个列表，用于指定要生成字典的键。

● list2：表示一个列表，用于指定要生成字典的值。如果list1和list2的长度不同，则与最短的列表长度相同。

【例4-39】 定义两个各包括4个元素的列表，再应用dict函数和zip函数将前两个列表转换为对应的字典，并输出该字典。

运行结果：

2.通过给定的“键值对”创建字典

语法格式如下。

参数说明：

● dictionary：表示字典名称。

● keyl，key2，...，keyn：表示元素的键，必须是唯一的，并且不可变，例如可以是字符串、数字或者元组。

● valuel，value2，...，valuen：表示元素的值，可以是任何数据类型，不是必须唯一。

【例4-40】 应用“键值对”创建字典。

运行结果：

在Python中，还可以使用dict对象的fromkeys（）方法创建值为空的字典，语法如下：dictionary=dict.fromkeys（list1）

参数说明：

● dictionary：表示字典名称。

● list1：作为字典的键的列表。

4.4.2 字典元素的访问与遍历

1.字典元素的访问

在Python中，如果想将字典的内容输出也比较简单，可以直接使用print函数。比如print（dictname）。但是，在使用字典时，很少直接输出它的内容。一般需要根据指定的键得到相应的结果。

在Python中，访问字典的元素可以通过下标的方式实现，与列表和元组不同，这里的下标不是索引号，而是键。

在实际开发中，很可能不知道当前存在什么键，所以需要避免该异常的产生。具体的解决方法是使用if语句对不存在的情况进行处理，即给一个默认值。

【例4-41】 字典元素的访问。

运行结果：中国农业大学

Python中推荐的方法是使用字典对象的get（）方法获取指定键的值。

其语法格式如下。

其中，dictname为字典对象，即要从中获取值的字典；key为指定的键；default为可选项，用于当指定的键不存在时，返回一个默认值，如果省略，则返回None。

为了解决在获取指定键的值时，因不存在该键而导致抛出异常，可以为get（）方法设置默认值，这样当指定的键不存在时，得到结果就是指定的默认值。

【例4-42】 使用get（）方法访问字典元素。

运行结果：中国农业大学

2.字典元素的遍历

字典是以“键值对”的形式存储数据的，所以就可能需要对这些“键值对”进行获取。Python提供了遍历字典的方法，通过遍历可以获取字典中的全部“键值对”。

使用字典对象的items（）方法可以获取字典的“键值对”列表。

其语法格式如下。

其中，dictionary为字典对象；返回值为可遍历的“键值对”元组列表。想要获取到具体的“键值对”，可以通过for循环遍历该元组列表。

【例4-43】 定义一个字典，然后通过items（）方法获取“键值对”的元组列表，并输出全部“键值对”“键”“值”。

运行结果：

在Python中，字典对象还提供了values（）方法和keys（）方法，用于返回字典的值和键列表，它们的使用方法同items（）方法类似，也需要通过for循环遍历该字典列表，获取对应的值和键。

4.4.3 字典元素的常见操作（增、删、改、查）

1.字典元素的增加

由于字典是可变序列，所以可以随时在其中增加“键值对”，这和列表类似。向字典中添加元素的语法格式如下。

参数说明：

● dictionary：表示字典名称。

● key：表示要增加元素的键，必须是唯一的，并且不可变，例如可以是字符串、数字或者元组。

● value：表示元素的值，可以是任何数据类型，不是必须唯一。

【例4-44】 增加并显示字典元素。

dictname={＇pku＇：＇北京大学＇，＇tsinghua＇：＇清华大学＇，＇fudan＇：＇复旦大学＇}dictname[＇sju＇]=＇上海交通大学＇print（dictname）

运行结果：

注：如果key存在则修改这个key对应的值；如果key不存在则新增此键值对。

2.字典元素的删除

同列表和元组一样，不再需要的字典也可以使用del命令删除。另外，如果只是想删除字典的全部元素，可以使用字典对象的clear（）方法。执行clear（）方法后，原字典将变为空字典。由于当删除一个不存在的键时，将抛出异常，所以可以先判断此元素是否存在，然后再删除。

（1）del：删除字典或删除字典中指定键值对

【例4-45】 字典元素的删除示例。

运行结果：

（2）clear（）：清空字典

【例4-46】 字典元素的清空示例。

运行结果：

（3）pop（）：获取指定key对应的value，并删除这个键值对

【例4-47】 pop（）方法的用法。

运行结果：

3.字典元素的修改

由于在字典中，“键”必须是唯一的，所以如果新添加元素的“键”与己经存在的“键”重复，那么将使用新的“值”替换原来该“键”的值，这也相当于修改字典的元素。

【例4-48】 字典元素的修改。

运行结果：

4.字典元素的查找

如果当前查找的“键”存在，则返回对应的值；否则会报错。可以通过如下两种方式查找字典元素。

1）通过键值方式。前边已经讲述过。

2）通过get（）、keys（）、values（）以及items函数方式查找。

【例4-49】 字典元素的查找示例。

运行结果：

字典值可以没有限制地取任何Python对象，既可以是标准的对象，也可以是用户定义的对象，但键不行。

注意：

1）不允许同一个键出现两次。创建时如果同一个键被赋值两次，则后一个值会被记住。

2）键必须不可变，可以用字符串或元组充当，而列表就不能作为键。