Python入门系列21-Python内置数据结构之字典操作

在Python编程中使用字典必然需要对它进行各种操作，比如取值、删除某个键值对、增加某个键值对、循环、判断键存在等等，而这些操作都可以通过字典自带的方法来轻松的完成。

我们先来查看字典自带有哪些方法。

>>> dir({})
['__class__',
 '__contains__',
 '__delattr__',
 '__delitem__',
 '__dir__',
 '__doc__',
 '__eq__',
 '__format__',
 '__ge__',
 '__getattribute__',
 '__getitem__',
 '__gt__',
 '__hash__',
 '__init__',
 '__init_subclass__',
 '__iter__',
 '__le__',
 '__len__',
 '__lt__',
 '__ne__',
 '__new__',
 '__reduce__',
 '__reduce_ex__',
 '__repr__',
 '__setattr__',
 '__setitem__',
 '__sizeof__',
 '__str__',
 '__subclasshook__',
 'clear',
 'copy',
 'fromkeys',
 'get',
 'items',
 'keys',
 'pop',
 'popitem',
 'setdefault',
 'update',
 'values']

没错，上面我使用两个大括号来声明一个字典，并没有预先去声明一个有键值对的字典。

我们同样忽略以双下划线开头的方法和属性，实际上我们以后几乎都是跟这些方法打交道的。

1、values、keys和items方法

这三个方法很像，values方法会返回字典的所有值，而keys方法会返回字典的所有键，items方法则返回由键和值组成的元组为元素的数据结构，这对我们需要收集字典的值、键或者键值对的时候是很有帮助的。

>>> help({}.values)  # 查看字典values方法的帮助文档
Help on built-in function values:
values(...) method of builtins.dict instance
    D.values() -> an object providing a view on D's values
>>>
>>> help({}.keys) # 查看字典keys方法的帮助文档
Help on built-in function keys:
keys(...) method of builtins.dict instance
    D.keys() -> a set-like object providing a view on D's keys
>>>
>>> help({}.items)
Help on built-in function items:
items(...) method of builtins.dict instance
    D.items() -> a set-like object providing a view on D's items
>>>
>>> url = {
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url
{
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url.values()  #在Python3中，values方法返回一个dict_values，在Python2中会返回一个包含字典值的列表
dict_values(['http://www.baidu.com', 'http://www.google.com', 'http://www.douban.com', 'http://www.python.org'])
>>> list(url.values()) #我们可以利用内置函数list把dict_values转换成列表
['http://www.baidu.com', 'http://www.google.com', 'http://www.douban.com', 'http://www.python.org']
>>>
>>> url.keys()
dict_keys(['baidu', 'google', 'douban', 'python'])
>>> list(url.keys())
['baidu', 'google', 'douban', 'python']
>>>
>>> url.items()
 dict_items([('baidu', 'http://www.baidu.com'), ('google', 'http://www.google.com'), ('douban', 'http://www.douban.com'), ('python', 'http://www.python.org')])
>>> list(url.items())
[('baidu', 'http://www.baidu.com'),
 ('google', 'http://www.google.com'),
 ('douban', 'http://www.douban.com'),
 ('python', 'http://www.python.org')]

2、pop和popitem方法

这两个方法有点似曾相识，没错，在列表操作那一章中也讲到这个方法，方法的作用都差不多，都是把数据结构中的元素给剔除掉，但这两个方法的用法有差别。

>>> help({}.pop)
Help on built-in function pop:
pop(...) method of builtins.dict instance
    D.pop(k[,d]) -> v, remove specified key and return the corresponding value.
    If key is not found, d is returned if given, otherwise KeyError is raised
>>>
>>> help({}.popitem)
Help on built-in function popitem:
popitem(...) method of builtins.dict instance
    D.popitem() -> (k, v), remove and return some (key, value) pair as a
    2-tuple; but raise KeyError if D is empty.

从上面这两个方法的帮助文档可以知道：

pop方法可以接收两个参数，一个必须提供，一个是可选的。必须提供的是字典的键，如果字典存在该键，则会剔除对应的值并返回。如果提供的键在字典中不存在，则会报错，除非同时提供一个可选的参数，则会返回该可选参数。

popitem方法则不接收任何参数，它会随机返回一个由键和值组成的元组，如果空字典使用该方法则会产生一个KeyError错误。

>>> url = {
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url
{
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url.pop('baidu')  # 剔除键'baidu'对应的值
'http://www.baidu.com'
>>> url
{
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url.pop('sina') # 剔除一个不存在的键，并且不提供可选参数
Traceback (most recent call last):
  File "D:\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py", line 2963, in run_code
    exec(code_obj, self.user_global_ns, self.user_ns)
  File "<ipython-input-136-2406404084fd>", line 1, in <module>
    url.pop('sina')
KeyError: 'sina'
>>> url.pop('sina', 'None') # 剔除一个不存在的键，并且提供可选参数
'None'
>>>
>>> url.popitem()
('google', 'http://www.google.com')
>>> {}.popitem()  #空字典执行popitem方法，会产生错误
Traceback (most recent call last):
  File "D:\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py", line 2963, in run_code
    exec(code_obj, self.user_global_ns, self.user_ns)
  File "<ipython-input-138-660ae4b74927>", line 1, in <module>
    {}.popitem()
KeyError: 'popitem(): dictionary is empty'

3、get方法

字典get方法用于获取对应键的值，它中括号法一样，可以获取字典的值，但是它两对待键不存在的情况时表现又不一样。

利用中括号法获取字典某个值的时候，如果字典中不存在该键，则会删除错误。而利用get方法不会报错，这也是推荐大家使用get方法获取值的原因。

get方法可以接收两个参数，一个是必须提供，一个是可选的。键是必须提供的参数，如果字典存在该键，则返回对应的值。如果字典不存在该键，则会返回一个None数据类型，除非提供可选参数来让找不到键的情况下返回可选参数。

>>> help({}.get)
Help on built-in function get:
get(...) method of builtins.dict instance
    D.get(k[,d]) -> D[k] if k in D, else d.  d defaults to None.
>>>
>>>  url = {
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url
{
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url.get('baidu')  # 返回键'baidu'对应的值
'http://www.baidu.com'
>>> print(url.get('zhihu')  #试图获取一个不存在的键，不提供可选参数的情况下返回None
 None
>>> url.get('zhihu', 'http://www.zhihu.com')  # 返回可选参数
 'http://www.zhihu.com'
>>>
>>> url['baidu']
 'http://www.baidu.com'
>>> url['zhihu']  # 没得商量，会产生一个KeyError错误
Traceback (most recent call last):
  File "D:\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py", line 2963, in run_code
    exec(code_obj, self.user_global_ns, self.user_ns)
  File "<ipython-input-161-7d75b393b9db>", line 1, in <module>
    url['zhihu']
KeyError: 'zhihu'

4、update方法

要扩展现有字典经常碰到，也叫作更新字典，该方法可以提供多种类型的参数，比如字典、有特殊要求的列表或者元组。

>>> help({}.update)
Help on built-in function update:
update(...) method of builtins.dict instance
    D.update([E, ]**F) -> None.  Update D from dict/iterable E and F.
    If E is present and has a .keys() method, then does:  for k in E: D[k] = E[k]
    If E is present and lacks a .keys() method, then does:  for k, v in E: D[k] = v
    In either case, this is followed by: for k in F:  D[k] = F[k]
>>>
>>> url = {
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url
{
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> new_dict = {'zhihu': 'http://www.zhihu.com'} #定义一个新的字典
>>> url.update(new_dict)
>>> url
{'baidu': 'http://www.baidu.com',
 'google': 'http://www.google.com',
 'douban': 'http://www.douban.com',
 'python': 'http://www.python.org',
 'zhihu': 'http://www.zhihu.com'}
>>>
>>> url.update([('name', 'python'),( 'age',28)])
{'baidu': 'http://www.baidu.com',
 'google': 'http://www.google.com',
 'douban': 'http://www.douban.com',
 'python': 'http://www.python.org',
 'zhihu': 'http://www.zhihu.com',
 'name': 'python',
 'age': 28}

5、setdefaut方法

setdefautl方法可以说是get方法的升级版，该方法同样也可以接收两个参数，一个必须提供，就是字典的键。另一个是可选的，在有些时候这个可选参数作用很大。

1、如果两个参数同时提供，当字典中存在该键时，则返回键对应的值。如果字典中不存在该键，则该字典会利用键参数为新键，可选参数为值作为新元素添加的字典中，并且返回可选参数。

2、如果只提供键参数，如果字典中存在该键，则返回对应值。如果不存在，则返回None

>>> help({}.setdefault)
Help on method_descriptor:
setdefault(...)
    D.setdefault(k[,d]) -> D.get(k,d), also set D[k]=d if k not in D
>>> d = {}
>>> d.setdefault('name') #空字典不存在该键，返回None

>>> d.setdefault('name', 'Python')
'

6、删除字典键值对及字典

除了可以使用pop和popitem方法来删除字典键值对外，我们可以使用del来删除。

>>>  url = {
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> url
{
'baidu': 'http://www.baidu.com',
'google': 'http://www.google.com',
'douban': 'http://www.douban.com',
'python': 'http://www.python.org',
}
>>> del url['baidu'] #删除某个键值对
>>> url
{'google': 'http://www.google.com',
 'douban': 'http://www.douban.com',
 'python': 'http://www.python.org'}
>>> del url #删除整个字典
>>> url # url已不存在，会报错
Traceback (most recent call last):
  File "D:\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py", line 2963, in run_code
    exec(code_obj, self.user_global_ns, self.user_ns)
  File "<ipython-input-196-5446fb31b66c>", line 1, in <module>
    url
NameError: name 'url' is not defined