动手学python系列之基本数据类型：字典，集合

偏执的太偏执、 2022-08-28 14:46 238阅读 0赞

上一篇文章我们简单地介绍了列表和元组，包括列表的定义和增删改查，接下来，我们将继续学习基本数据类型，字典和集合。

***Part.1字典***

在python中，字典是一种可变的，无序的数据类型，用于存储任意数据类型，通常以键值对的形式存储数据，字典中，各元素对应的索引称为键（key），各个键对应的元素称为值（value），键及其关联的值称为“键值对”。如下图所示：

![图片][21831ce0549ef11ff59acb4faeebb5f4.png]

字典有以下特征：

![图片][d22fc4beb8d05b2be05a79ac46bbcd20.png]

字典定义及访问

在python中，如何去定义一个字典呢？

字典的每个键值 key=>value 对用冒号 : 分割，每个对之间用逗号(**,**)分割，整个字典包括在花括号 \{\} 中 ,如下图：

![图片][c5b260153203431bd518a6b38f6fc7d1.png]

定义一个简单的字典，

dict2 = { 'abc': 123, 98.6: 37 }
    scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    print(dict2)
    print(scores)

分别打印两个字典：

![图片][2b821354b5d19fb86ded80e308d8cb0d.png]

也可以先定义一个空字典，然后添加键值对，

dic={}
    dic[1]='hello'
    dic[2]='world'
    print(dic)

打印字典dic，

![图片][e9e480f49157dbb10407306759cd52e4.png]

列表和元组是通过下标来访问元素的，而字典不同，它通过键来访问对应的值。因为字典中的元素是无序的，每个元素的位置都不固定。可以通过访问特定的键来访问值，

scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    
    print("scores['数学']：",scores['数学'])
    
    print("scores['英语']：",scores['英语'])
    
    print("scores['化学']：",scores.get('化学'))
    print("scores['生物']：",scores.get('生物'))

打印数学，英语，化学，生物的成绩。

![图片][ec74dae8a5f089e9d9a5f4468fd18ed7.png]

那么，如何访问字典的所有键值对呢？直接打印或者用for循环,

scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    
    print(scores)
    
    for key,value in scores.items():
        print(key,"----->",value)

打印字典，运行结果为：

![图片][d591e15a25bb34f8ad99c88866a77825.png]

字典的操作：增删改查

对于数据的常见操作有增删改查，那么，字典作为一种存储数据的容器，是怎么样实现增删改查的呢？

向字典中增加不存在的键值对，直接赋值即可，或者可以用函数setdefault(),

**setdefault() **

dict.setdefault(key, default=None),参数key表示键名，如果键存在，会返回键所对应的键值，否则添加一个新的键值对。通过参数default来指定新键的键值，返回值为键名所对应的键值，如果未指定键值，则返回值为None。

具体代码如下：

print("向字典中添加数值")
    scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    
    scores['历史']=80
    print(scores)
    
    scores.setdefault('地理',89)
    print(scores)

向字典中添加元素历史和地理的成绩，结果如下图：

![图片][e4a465baddea7103452d27c672e59e66.png]

删除字典中的键值对通常以del() 函数，可以删除单个键值对，也可以用clear()函数来清空字典，pop()方法用来删除指定的键，具体代码如下：

scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    
    print("删除元素")
    
    del scores['地理']
    print(scores)
    
    scores.pop('历史')
    print(scores)

分别删除字典中地理和历史的成绩，运行结果为：

![图片][06ea169a61534e3f371716e33785ba26.png]

如何去修改字典中的元素呢？在字典中，由于键是唯一的，所以我们只能修改值value，按键索值，修改即可。

scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    
    print("修改值")
    print(scores)
    scores['数学']=100
    print(scores)

修改数学的成绩，90变成100，结果如下：

![图片][e7fc460bcb784504a438ba6396261841.png]

查询键值对是否在字典中，用in 或 not in 来实现，也可以通过查询字典 keys(),values(),和items()来查询，

*  keys() 方法用于返回字典中的所有键（key）；
 *  values() 方法用于返回字典中所有键对应的值（value）；
 *  items() 用于返回字典中所有的键值对（key-value）。

scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    
    print("判断字典中是否包含某个键值对")
    print("scores中是否包括数学",'数学' in scores)
    print("scores中是否包括地理",'地理' in scores)
    print("scores中是否包括历史",'历史' not in scores)
    
    print(scores.keys())
    
    print(scores.values())
    
    print(scores.items())

判断历史，地理，数学等是否在字典中，b并打印字典的键，值，键值对结果如下：

![图片][8373fb3c67dd5d5ce0af431feb814c5b.png]

***Part.2 集合***

集合和字典一样，是存储数据的容器，不同在于集合（set）是一个无序的不重复元素序列，即集合中的元素都是唯一的，互不相同。可以使用大括号 \{ \} 或者 set() 函数创建集合。

集合作为一种常见的数据容器，是怎么实现增删改查的呢？

集合操作

1、set.add(key)   将键名key添加至集合中，无返回值。key必须是静态的数据类型，、；

2、set.pop()    执行pop方法来随机删除集合中的元素，集合必须是一个非空集合；

3、set.remove(key)  执行remove方法来删除集合中指定的键。

4、set.clear()执行clear方法来清空集合中的元素。

5、集合之间的操作，交差并补等

![图片][e334162a57a8116901e87bfaa6381933.png]

print("集合之间的常见操作")
    set4=set([1,2,3,4,5,6,7,8])
    set5=set([6,7,8,9,12,23,45,67])
    
    print(set4)
    print(set5)
    
    print("set4中添加元素10",set4.add(10))
    print("set5中添加元素10",set5.add(10))
    
    
    print("set4中删除元素",set4.pop())
    # discard() 删除特定元素
    print("set5中删除元素",set5.discard(6))
    
    print("set4中移除元素10",set4.remove(10))
    print("set5中移除元素",set5.remove(10))

向集合中增加或者删除元素，运行结果，

![图片][7e28bd7dbfe5b5c93127580df4d526eb.png]

***Part.3字典和集合实现介绍***

字典和集合的底层实现均依赖于哈希表。

**哈希表介绍**

哈希表中，索引编号即为键名的哈希值，哈希值即通过哈希函数将键名进行映射后的数字编号。数据表中的索引存储在表单元中。哈希表中的索引可以快速定位数据表中的数据单元，数据单元存储了键名与键值。

哈希(hash)函数又称为散列函数，计算键名的哈希值，就是将字典中的键名转换为对应的数字编号，常见的哈希函数比如说求模（即求余数）。

![图片][df8cef18de0009f626f0b6e0393f27e3.png]

字典类型的底层实现基于哈希表。字典中的键的数据类型必须是静态的数据类型，比如说简单数据类型，字符串，元组。字典类型是基于哈希表实现的一种数据结构。

集合类型的底层实现基于哈希表，键的输出顺序，取决于键在哈希表中的存储顺序，集合中的键的数据类型必须是静态的数据类型，如，简单数据类型，字符串，元组。 集合类型与字典类型一样，是基于哈希表实现的数据结构。

字典代码集合

# -*- coding: utf-8 -*-
    """
    @Time    : 2021/8/14 21:04
    @Author  : LYP
    @FileName: dic_Python.py
    @SoftWare: PyCharm
    """
    dict2 = { 'abc': 123, 98.6: 37 }
    scores = {'数学': 95, '英语': 92, '语文': 84, '化学':90 , '生物':91 , '物理':80}
    dic={}
    dic[1]='hello'
    dic[2]='world'
    #print(dic)
    
    # print(dict2)
    #
    # print(scores)
    print("scores['数学']：",scores['数学'])
    print("scores['英语']：",scores['英语'])
    print("scores['化学']：",scores.get('化学'))
    print("scores['生物']：",scores.get('生物'))
    
    print(scores)
    for key,value in scores.items():
        print(key,"----->",value)
    
    print("向字典中添加数值")
    
    scores['历史']=80
    print(scores)
    
    scores.setdefault('地理',89)
    print(scores)
    print("删除元素")
    del scores['地理']
    print(scores)
    scores.pop('历史')
    print(scores)
    
    #scores.clear()
    #print(scores)
    print("修改值")
    print(scores)
    scores['数学']=100
    print(scores)
    
    print("判断字典中是否包含某个键值对")
    print("scores中是否包括数学",'数学' in scores)
    print("scores中是否包括地理",'地理' in scores)
    print("scores中是否包括历史",'历史' not in scores)
    
    print(scores.keys())
    print(scores.values())
    print(scores.items())

集合代码

# -*- coding: utf-8 -*-
    """ 
    @Time    : 2021/8/15 19:20
    @Author  : LYP
    @FileName: set_python.py
    @SoftWare: PyCharm
    """
    
    print("创建集合")
    a = {1,'c',1,(1,2,3),'c','a','e','e'}
    print(a)
    
    set1 = set("c.biancheng.net")
    set2 = set([1,2,3,4,5])
    set3 = set((1,2,3,4,5))
    
    print("set1:",set1)
    print("set2:",set2)
    print("set3:",set3)
    
    print("集合之间的常见操作")
    set4=set([1,2,3,4,5,6,7,8])
    set5=set([6,7,8,9,12,23,45,67])
    
    print(set4)
    print(set5)
    
    print("set4中添加元素10",set4.add(10))
    print("set5中添加元素10",set5.add(10))
    
    print("set4中删除元素",set4.pop())
    # discard() 删除特定元素
    print("set5中删除元素",set5.discard(6))
    
    print("set4中移除元素10",set4.remove(10))
    print("set5中移除元素",set5.remove(10))
    
    print("集合常见操作")
    print("set4和set5的交集",set4 & set5)
    print("set4和set5的并集",set4 | set5)
    print("set4和set5的差集",set4 - set5)
    print("set4和set5的对称差集",set4 ^ set5)
    
    print(" 两个集合的并集",set4.union(set5))
    print(" 多个集合的差集",set4.difference(set5))
    print(" 集合的交集",set4.intersection(set5))
    
    print("判断两个集合是否包含相同的元素，",set4.isdisjoint(set5))
    
    print("判断集合是否有某个元素，", 7 in set5)

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