第5章-字典和集合

第五章字典和集合

学习任务1．掌握字典的基本操作。2．掌握字典推导式生成字典的方法。3．掌握集合的基本操作。4．掌握如何创建集合，如何向集合中添加和删除元素。5.1字典除了列表以外，字典也许是Python之中最灵活常用的内置数据结构类型。如果把列表看做是有序的元素集合，那么就可以把字典当成是无序的集合。它们主要的差别在于:字典当中的元素是通过键来存取的，而不是通过偏移存取。字典中，习惯将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”。5.1字典1.字典是通过键而不是索引来读取，它是通过键将一系列的值对应起来的，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.字典是无序的，列表、元组将索引值0对应的元素称为第一个元素，而字典中的元素是无序的；3.字典是可变的，字典中可以添加或者删除键值对；4.字典中的键是唯一的，不允许一个键出现两次；5.字典的键为任意不可变的数据，字典的键可以使用数字、字符串或者元组，但是不能使用列表。5.1.1字典的创建和删除字典是一种可变序列，它可以用来存储任意类型对象。字典的每个键值对的键和值之间用冒号(:)分割，每个键值对之间用逗号(,)分隔，整个字典包括在花括号{}中,格式如下所示：dictionary={key1:value1,key2:value2,...,keyn：valuen}dictionary：表示创建的字典的名称；key1,key2,...,keyn：表示元素的键，字典的键是唯一的，如果重复最后的一个键值对会替换前面的，值不需要唯一；value1,value2,...,valuen：表示元素的值，值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字或元组。5.1.1字典的创建和删除下面看一个创建字典的例子。5.1.1字典的创建和删除同列表和元组一样，我们可以创建空字典。如果如果花括号中没有键值对，那么会创建一个空字典，如下面的例子所示。5.1.1字典的创建和删除我们还可以通过向dict()函数中传递键值对创建字典，其语法如下所示。dictionary=dict(key1=value1,key2=value2,...,keyn=valuen)dictionary：表示创建的字典的名称；key1,key2,...,keyn：表示元素的键，字典的键是唯一的，如果重复最后的一个键值对会替换前面的，值不需要唯一；value1,value2,...,valuen：表示元素的值，值可以取任何数据类型，但键必须是不可变的，如字符串，数字或元组。5.1.1字典的创建和删除通过将课程名和分数通过“键-值对”的形式创建一个字典，如下面的例子所示：5.1.1字典的创建和删除直接调用内置的dict（）函数，并且不传入参数，同样也可以创建一个空字典，如下面的例子所示。5.1.1字典的创建和删除在Python中，我们还可以通过dict的fromkeys()方法创建值为空的字典，语法如下所示：dictionary=dict.fromkeys(list1)dictionary：表示创建的字典的名称；list1：一个列表，包含了创建的字典中的键；5.1.1字典的创建和删除另外，我们还可以将已存在的元组和列表创建为字典，例如下面的例子中，我们将包含课程名的元组作为键，将包含分数的列表作为值，创建了一个字典。5.1.1字典的创建和删除同列表和元组一样，如果一个字典不再使用，可以使用del命令删除，如下面的例子所示。5.1.1字典的创建和删除如果只是想清空字典的所有元素，可以调用字典对象的clear()方法，执行clear()方法后，原字典将会变成空字典，如下面的例子所示。5.1.2访问字典在Python中可以通过print()函数将字典中所有元素的值打印出来。如下面的例子所示。5.1.2访问字典因为字典中的键是唯一的，所以可以通过键获取对应的值。在Python中，我们访问字典更多的是通过指定键获取对应的值，可以通过将相应的键放入方括号访问字典里键的值，如下实例。5.1.2访问字典注意如果用字典里没有的键访问数据，会引发KeyError异常，如下面的例子所示，访问字典scores中不存在的键'MySQL数据库技术'：5.1.2访问字典如下面的例子所示，获取字典不存在的键的值时，会返回默认值。5.1.2访问字典在访问字典元素时我们还可以先使用Python中的成员运算符in与notin检测某个键是否存在，再根据检测结果执行不同的代码。例如:5.1.3遍历字典在Python中，字典是以键值对的形式存储数据的，编写程序时，有时需要对字典中的键值对进行遍历，遍历字典通常有3种方法。第1种遍历字典的方法，是利用字典自身的items()方法遍历，这个方法返回一个序列，序列中保存有字典的所有的键值对，如下面例子所示。5.1.3遍历字典如果要获取字典中的每一个键和值，可以使用下面的代码进行遍历。5.1.3遍历字典第2种遍历字典的方法，是利用字典自身的keys()方法遍历，这个方法返回一个序列，序列中包含字典中所有的键，通过键就可以访问相应的值，如下面例子所示。5.1.3遍历字典第3种遍历字典的方法，是利用字典自身的values()方法遍历，这个方法返回一个序列，序列中包含字典中所有的值，如下面例子所示：5.1.4添加、修改和删除字典元素1.添加字典元素使用[]操作符添加字典元素，这种方法是通过字典的key给字典添加元素，如果字典里已存在该key的值，则会覆盖这个key的值，这也相当于修改了字典的元素，如果不存在，则会添加新的键值对，如以下例子所示：5.1.4添加、修改和删除字典元素5.1.4添加、修改和删除字典元素可以使用字典的update()方法将新字典中所有的键值对加到旧字典的对象上。如果key有重复，则直接覆盖。如以下例子所示：5.1.4添加、修改和删除字典元素3.删除字典元素可以使用del命令删除字典中的某个元素，使用clear()清空字典中的元素，如下例子所示：5.1.5字典推导式Python中，和列表、元组类似，字典也可以使用字典推导式来快速地生成一个字典，它的表现形式和列表推导式类似，只不过将列表推导式中的中括号[]改为大括号{}，并且在指定表达式时，要采用键值对的形式，其语法如下。dictionary=dict(key1=value1,key2=value2,...,keyn=valuen)dictionary：表示生成的字典名称；key：表达式，用于计算生成的字典的键；value:表达式，用于计算生成的字典的值；var：循环遍历；range：采用range()函数生成的range对象。5.1.5字典推导式我们通过字典推导式生成一个包含6个随机整数的字典，如以下例子所示：5.2集合Python中的集合，和数学中的集合概念一样，用来保存不重复的元素，即集合中的元素都是唯一的，互不相同。从形式上看，和字典类似，Python集合会将所有元素放在一对大括号{}中，相邻元素之间用“,”分隔，语法格式为：{element1,element2,...,elementn}其中，elementn表示集合中的元素，个数没有限制。从内容上看，同一集合中，只能存储不可变的数据类型，包括整形、浮点型、字符串、元组，无法存储列表、字典、集合这些可变的数据类型，否则Python解释器会抛出TypeError错误。5.2.1创建集合Python提供了2种创建set集合的方法，一种是使用{}创建，另外一种是使用set()函数将列表、元组等类型数据转换为集合。1.使用{}创建在Python中，创建set集合可以像列表、元组和字典一样，直接将集合赋值给变量，从而实现创建集合的目的，其语法格式如下：setname={element1,element2,...,elementn}其中，setname表示集合的名称，起名时既要符合Python命名规范，也要避免与Python内置函数重名。5.2.1创建集合5.2.1创建集合2.使用set()函数创建set()函数为Python的内置函数，其功能是将字符串、列表、元组、range对象等可迭代对象转换成集合。该函数的语法格式如下：setname=set(iteration)其中，iteration就表示字符串、列表、元组、range对象等数据。5.2.1创建集合5.2.1创建集合需要注意的是，Python中创建空集合，只能使用set()定义，而不能使用一对花括号“{}”定义，这是因为在Python中，“{}”用于定义空字典，如下面例子所示：5.2.2向集合中添加和删除元素1.向集合中添加元素向集合中添加元素，可以使用set类型提供的add()方法实现，该方法的语法格式为：setname.add(element)其中，setname表示要添加元素的集合，element表示要添加的元素内容。需要注意的是，使用add()方法添加的元素，只能是数字、字符串、元组或者布尔类型（True和False）值，不能添加列表、字典、集合等可变类型的数据，否则Python解释器会报TypeError错误。5.2.2向集合中添加和删除元素5.2.2向集合中添加和删除元素删除现有set集合中的指定元素，可以使用remove()方法，该方法的语法格式如下：setname.remove(element)其中，setname表示要删除元素的集合，element表示要删除的元素。5.2.2向集合中添加和删除元素5.2.2向集合中添加和删除元素需要注意的是，使用此方法删除集合中元素，如果被删除元素本就不包含在集合中，则此方法会抛出KeyError错误，例如：5.2.2向集合中添加和删除元素在Python中，还可以使用集合的pop()方法删除一个元素，另外可以使用集合的clear()方法清空集合（即删除集合中的所有元素，使其变成一个空集合），还可以使用del命令删除整个集合。5.2.2向集合中添加和删除元素5.2.3集合的交集、并集和差集运算集合最常做的操作就是进行交集、并集、差集运算，首先介绍一下这些运算的概念。5.2.3集合的交集、并集和差集运算图中，有2个集合，分别为set1={1,2,3}和set2={3,4,5}，它们既有相同的元素，也有不同的元素。以这两个集合为例，分别做不同运算的结果如表所示。5.2.3集合的交集、并集和差集运算下面通过一个例子演示下集合交集、并集、差集运算的使用。小结本章首先介绍了Python中的字典，字典和列表比较类似，区别在于字典中存储的元素是键值对，并且对字典的常用操作进行了介绍。然后介绍了Python中的集合，由于集合中的元素都是唯一的，因此集合的用途之一是去重，并且对集合的常用操作、交集、并集以及差集运算进行了介绍。到目前为止，我们已经对常用的序列类型进行了介绍，在实际开发中，可以根据实际需求灵活运用。实训任务实训要求请编写一个程序