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教小朋友學 Python -- 字典與集合

2020-12-19 18:31:24 佚名

背景

到目前為止，我們已經學習了以下五部分內容：

教小朋友學 Python -- 變量、運算符與數據類型
教小朋友學 Python -- 條件與循環
教小朋友學 Python -- 列表與元組
教小朋友學 Python -- 字符串與序列
教小朋友學 Python -- 函數與Lambda表達式

今天，我們一起來學習第六部分的內容：字典與集合。

Python 基礎語法

1. 字典

序列是以連續的整數為索引，與此不同的是，字典以"關鍵字"為索引，關鍵字可以是任意不可變類型，通常用字符串或數值。
字典是 Python 唯一的一個映射類型，字符串、元組、列表屬於序列類型。

創建和訪問字典

字典是無序的鍵：值對（key:value 對）集合，鍵必須是互不相同的（在同一個字典之內）。

brand = ['李寧', '耐克', '阿迪達斯']
slogan = ['一切皆有可能', 'Just do it', 'Impossible is nothing']
print('耐克的口號是:', slogan[brand.index('耐克')]) # 耐克的口號是: Just do it
dict1 = {'李寧': '一切皆有可能', '耐克': 'Just do it', '阿迪達斯': 'Impossible is nothing'}
print('耐克的口號是:', dict1['耐克']) # 耐克的口號是: Just do it
dict2 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dict2) # {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dict2[1]) # one
dict3 = {'rice': 35, 'wheat': 101, 'corn': 67}
print(dict3) # {'wheat': 101, 'corn': 67, 'rice': 35}
print(dict3['rice']) # 35

dict(object) 函數用於創建一個字典。
dict() -> new empty dictionary
dict(mapping) -> new dictionary initialized from a mapping object's (key, value) pairs
dict(iterable) -> new dictionary initialized as if via:

d = {}
for k, v in iterable:
 d[k] = v

dict(**kwargs) -> new dictionary initialized with the name=value pairs in the keyword argument list. For example: dict(one=1, two=2)

dict4 = dict([('apple', 4139), ('peach', 4127), ('cherry', 4098)])
print(dict4) # {'cherry': 4098, 'apple': 4139, 'peach': 4127}
dict4 = dict((('apple', 4139), ('peach', 4127), ('cherry', 4098)))
print(dict4) # {'peach': 4127, 'cherry': 4098, 'apple': 4139}

dict內部存放的順序和key放入的順序是沒有關係的。
dict查找和插入的速度極快，不會隨著key的增加而增加，但是需要佔用大量的內存。
把數據放入dict還可以直接通過key放入。
一個key只能對應一個value，多次對一個key放入value，後面的值會把前面的值沖掉。

dict5 = dict(a=1, b=2, c=3)
print(dict5) # {'b': 2, 'a': 1, 'c': 3}
dict5['a'] = 11
print(dict5) # {'b': 2, 'a': 11, 'c': 3}
dict5['d'] = 4
print(dict5) # {'d': 4, 'c': 3, 'a': 11, 'b': 2}

字典的內置方法

dict.fromkeys(seq[, value]) 用於創建一個新字典，以序列 seq 中元素做字典的鍵，value 為字典所有鍵對應的初始值。

seq = ('name', 'age', 'sex')
dict6 = dict.fromkeys(seq)
print("新的字典為 : %s" % str(dict6)) 
# 新的字典為 : {'name': None, 'age': None, 'sex': None}
dict6 = dict.fromkeys(seq, 10)
print("新的字典為 : %s" % str(dict6)) 
# 新的字典為 : {'name': 10, 'age': 10, 'sex': 10}
dict6 = dict.fromkeys(seq, ('小馬', '8', '男'))
print("新的字典為 : %s" % str(dict6)) 
# 新的字典為 : {'name': ('小馬', '8', '男'), 'age': ('小馬', '8', '男'), 'sex': ('小馬', '8', '男')}

dict.keys()返回一個可迭代對象，可以使用 list() 來轉換為列表。

dict = {'Name': 'lsgogroup', 'Age': 7}
print(dict.keys()) # dict_keys(['Name', 'Age'])
lst = list(dict.keys()) # 轉換為列表
print(lst) # ['Name', 'Age']

dict.values()返回一個迭代器，可以使用 list() 來轉換為列表，列表為字典中的所有值。

dict = {'Sex': 'female', 'Age': 7, 'Name': 'Zara'}
print("字典所有值為 : ", list(dict.values())) 
# 字典所有值為 : [7, 'female', 'Zara']

dict.items()以列表返回可遍歷的(鍵, 值) 元組數組。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
print("Value : %s" % dict.items()) 
# Value : dict_items([('Name', 'Lsgogroup'), ('Age', 7)])
print(tuple(dict.items())) 
# (('Name', 'Lsgogroup'), ('Age', 7))

dict.get(key, default=None)返回指定鍵的值，如果值不在字典中返回默認值。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 27}
print("Age 值為 : %s" % dict.get('Age')) # Age 值為 : 27
print("Sex 值為 : %s" % dict.get('Sex', "NA")) # Sex 值為 : NA

key in dict in 操作符用於判斷鍵是否存在於字典中，如果鍵在字典 dict 裡返回true，否則返回false。而not in操作符剛好相反，如果鍵在字典 dict 裡返回false，否則返回true。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
# 檢測鍵 Age 是否存在
if 'Age' in dict:
 print("鍵 Age 存在")
else:
 print("鍵 Age 不存在")
# 檢測鍵 Sex 是否存在
if 'Sex' in dict:
 print("鍵 Sex 存在")
else:
 print("鍵 Sex 不存在")
# not in
# 檢測鍵 Age 是否存在
if 'Age' not in dict:
 print("鍵 Age 不存在")
else:
 print("鍵 Age 存在")
# 鍵 Age 存在
# 鍵 Sex 不存在
# 鍵 Age 存在

dict.clear()用於刪除字典內所有元素。

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7}
print("字典長度 : %d" % len(dict)) # 字典長度 : 2
dict.clear()
print("字典刪除後長度 : %d" % len(dict)) # 字典刪除後長度 : 0

dict.copy()返回一個字典的淺複製。

Sample1：

dict1 = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
dict2 = dict1.copy()
print("新複製的字典為 : ", dict2) 
# 新複製的字典為 : {'Age': 7, 'Name': 'Lsgogroup', 'Class': 'First'}

Sample2：直接賦值和 copy 的區別

dict1 = {'user': 'lsgogroup', 'num': [1, 2, 3]}
# 引用對象
dict2 = dict1 
# 深拷貝父對象（一級目錄），子對象（二級目錄）不拷貝，還是引用
dict3 = dict1.copy() 
print(id(dict1)) # 148635574728
print(id(dict2)) # 148635574728
print(id(dict3)) # 148635574344
# 修改 data 數據
dict1['user'] = 'root'
dict1['num'].remove(1)
# 輸出結果
print(dict1) # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dict2) # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dict3) # {'user': 'runoob', 'num': [2, 3]}

dict.pop(key[,default])刪除字典給定鍵 key 所對應的值，返回值為被刪除的值。key值必須給出。否則，返回default值。

dict1 = {1: "a", 2: [1, 2]}
print(dict1.pop(1), dict1) # a {2: [1, 2]}
# 設置默認值，必須添加，否則報錯
print(dict1.pop(3, "nokey"), dict1) # nokey {2: [1, 2]}

dict.popitem()隨機返回並刪除字典中的一對鍵和值，如果字典已經為空，卻調用了此方法，就報出KeyError異常。

dict1 = {1: "a", 2: [1, 2]}
print(dict1.popitem()) # (1, 'a')
print(dict1) # {2: [1, 2]}

dict.setdefault(key, default=None)和get()方法類似, 如果鍵不存在於字典中，將會添加鍵並將值設為默認值。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
print("Age 鍵的值為 : %s" % dict.setdefault('Age', None)) # Age 鍵的值為 : 7
print("Sex 鍵的值為 : %s" % dict.setdefault('Sex', None)) # Sex 鍵的值為 : None
print("新字典為：", dict) 
# 新字典為： {'Age': 7, 'Name': 'Lsgogroup', 'Sex': None}

dict.update(dict2)把字典參數 dict2 的 key/value(鍵/值) 對更新到字典 dict 裡。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
dict2 = {'Sex': 'female', 'Age': 8}
dict.update(dict2)
print("更新字典 dict : ", dict) 
# 更新字典 dict : {'Sex': 'female', 'Age': 8, 'Name': 'Lsgogroup'}

2. 集合

與dict類似，set也是一組key的集合，但不存儲value。由於key不能重複，所以，在set中，沒有重複的key。

num = {}
print(type(num)) # 
num = {1, 2, 3, 4}
print(type(num)) #

集合的創建

直接把一堆元素用花括號括起來，重複元素在set中會被自動被過濾。

basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
print(basket) # {'banana', 'apple', 'pear', 'orange'}

使用set(value)工廠函數。

a = set('abracadabra')
print(a) # {'r', 'b', 'd', 'c', 'a'}
b = set(("Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Taobao"))
print(b) # {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}
c = set(["Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Google"])
print(c) # {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}

去掉列表中重複的元素

lst = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 3, 1]
temp = []
for item in lst:
 if item not in temp:
 temp.append(item)
print(temp) # [0, 1, 2, 3, 4, 5]
a = set(lst)
print(list(a)) # [0, 1, 2, 3, 4, 5]

訪問集合中的值

可以使用for把集合中的數據一個個讀取出來。

thisset = set(['Google', 'Baidu', 'Taobao'])
for item in thisset:
 print(item)
# Baidu
# Google
# Taobao

可以通過in或not in判斷一個元素是否在集合中已經存在

thisset = set(['Google', 'Baidu', 'Taobao'])
print('Taobao' in thisset) # True
print('Facebook' not in thisset) # True

集合的內置方法

set.add(elmnt)用於給集合添加元素，如果添加的元素在集合中已存在，則不執行任何操作。

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
fruits.add("orange")
print(fruits) 
# {'orange', 'cherry', 'banana', 'apple'}
fruits.add("apple")
print(fruits) 
# {'orange', 'cherry', 'banana', 'apple'}

set.remove(item)用於移除集合中的指定元素。

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
fruits.remove("banana")
print(fruits) # {'apple', 'cherry'}

set.update(set)用於修改當前集合，可以添加新的元素或集合到當前集合中，如果添加的元素在集合中已存在，則該元素只會出現一次，重複的會忽略。

x = {"apple", "banana", "cherry"}
y = {"google", "baidu", "apple"}
x.update(y)
print(x) 
# {'cherry', 'banana', 'apple', 'google', 'baidu'}

由於 set 是無序和無重複元素的集合，所以兩個或多個 set 可以做數學意義上的集合操作。
set.intersection(set1, set2 …)用於返回兩個或更多集合中都包含的元素，即交集。
set.union(set1, set2…)返回兩個集合的並集，即包含了所有集合的元素，重複的元素只會出現一次。
set.difference(set) 返回集合的差集，即返回的集合元素包含在第一個集合中，但不包含在第二個集合（方法的參數）中。

a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a) # {'r', 'a', 'c', 'b', 'd'}
print(b) # {'c', 'a', 'l', 'm', 'z'}
# 交集
print(a & b) # {'c', 'a'}
c = a.intersection(b)
print(c) # {'a', 'c'}
# 並集
print(a | b) # {'l', 'd', 'm', 'b', 'a', 'r', 'z', 'c'}
c = a.union(b)
print(c) # {'c', 'a', 'd', 'm', 'r', 'b', 'z', 'l'}
# 差集
print(a - b) # {'d', 'b', 'r'}
c = a.difference(b)
print(c) # {'b', 'd', 'r'}

set.issubset(set)用於判斷集合的所有元素是否都包含在指定集合中，如果是則返回 True，否則返回 False。

x = {"a", "b", "c"}
y = {"f", "e", "d", "c", "b", "a"}
z = x.issubset(y)
print(z) # True
x = {"a", "b", "c"}
y = {"f", "e", "d", "c", "b"}
z = x.issubset(y)
print(z) # False

set.issuperset(set)用於判斷指定集合的所有元素是否都包含在原始的集合中，如果是則返回 True，否則返回 False。

x = {"f", "e", "d", "c", "b", "a"}
y = {"a", "b", "c"}
z = x.issuperset(y)
print(z) # True
x = {"f", "e", "d", "c", "b"}
y = {"a", "b", "c"}
z = x.issuperset(y)
print(z) # False

3. 不可變集合

frozenset([iterable]) 返回一個凍結的集合，凍結後集合不能再添加或刪除任何元素。

a = frozenset(range(10)) # 生成一個新的不可變集合
print(a) 
# frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})
b = frozenset('lsgogroup')
print(b) 
# frozenset({'g', 's', 'p', 'r', 'u', 'o', 'l'})

總結

好了，到此為止有關於字典和集合部分就介紹完了，小朋友們要根據上面的例子多多體會，只有刻意練習才能掌握一門技術，沒有捷徑的，加油啊！See You！

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