python中字典详解及使用
字典（Dictionary）是 Python 中一种非常强大的内置数据类型，它存储的是键值对（key-value）的映射关系
字典的基本特性
- 无序集合：Python 3.6+ 中字典会保持插入顺序，但本质上仍被认为是无序集合
- 可变：可以动态添加、修改或删除键值对
- 键唯一性：每个键必须是唯一的
- 键不可变：键必须是不可变类型（如字符串、数字或元组）
创建字典
# 空字典
empty_dict = {}
empty_dict = dict()
# 直接初始化
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
# 使用 dict() 构造函数
person = dict(name='Alice', age=25, city='New York')
# 从键值对序列创建
person = dict([('name', 'Alice'), ('age', 25), ('city', 'New York')])
字典推导式
squares = {x: x*x for x in range(1, 6)} # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}访问字典元素
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
# 通过键访问
print(person['name']) # 输出: Alice
# 使用 get() 方法（避免 KeyError）
print(person.get('age')) # 输出: 25
print(person.get('country')) # 输出: None
print(person.get('country', 'USA')) # 输出: USA (默认值)
# 获取所有键
keys = person.keys() # dict_keys(['name', 'age', 'city'])
# 获取所有值
values = person.values() # dict_values(['Alice', 25, 'New York'])
# 获取所有键值对
items = person.items() # dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 25), ('city', 'New York')])修改字典
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
# 添加/修改元素
person['city'] = 'New York' # 添加
person['age'] = 26 # 修改
# 使用 update() 合并字典
person.update({'age': 27, 'country': 'USA'})
# 设置默认值
person.setdefault('country', 'USA') # 如果键不存在则设置默认值删除元素
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
# del 语句
del person['age']
# pop() 方法 - 删除并返回值
age = person.pop('age') # 返回25并从字典中删除
# popitem() - 删除并返回最后插入的键值对 (Python 3.7+)
key, value = person.popitem()
# 清空字典
person.clear()
# 删除整个字典
del person字典操作
# 检查键是否存在
if 'name' in person:
print("Name exists")
# 字典长度
length = len(person) # 键值对的数量
# 复制字典
person_copy = person.copy()
person_copy = dict(person) # 另一种复制方式
# 合并字典 (Python 3.5+)
dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 3, 'c': 4}
merged = {**dict1, **dict2} # {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}字典遍历
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}
# 遍历键
for key in person:
print(key)
for key in person.keys():
print(key)
# 遍历值
for value in person.values():
print(value)
# 遍历键值对
for key, value in person.items():
print(f"{key}: {value}")特殊字典类型
Python 的 collections 模块提供了几种特殊的字典类型：
defaultdict：提供默认值的字典
from collections import defaultdict
dd = defaultdict(int) # 默认值为0
print(dd['not_exist']) # 输出: 0OrderedDict：保持元素插入顺序的字典（Python 3.7+ 普通字典已保持顺序）
from collections import OrderedDict
od = OrderedDict()
od['a'] = 1
od['b'] = 2Counter：用于计数的字典
from collections import Counter
cnt = Counter(['red', 'blue', 'red', 'green', 'blue', 'blue'])
print(cnt) # Counter({'blue': 3, 'red': 2, 'green': 1})字典性能
字典操作的平均时间复杂度：
- 获取、设置、删除项：O(1)
- 检查键是否存在：O(1)
- 遍历字典：O(n)
字典使用哈希表实现，因此键必须是可哈希的（不可变类型）。
字典与 JSON
字典可以方便地与 JSON 格式相互转换：
import json
# 字典转JSON字符串
person = {'name': 'Alice', 'age': 25}
json_str = json.dumps(person)
# JSON字符串转字典
person_dict = json.loads(json_str)字典的最佳实践
- 使用有意义的键名
- 当键不存在时，优先使用 get() 方法而不是直接访问
- 考虑使用字典推导式创建字典
- 对于大型字典，注意内存使用
- 当需要默认值时，考虑使用 defaultdict
字典是 Python 中非常高效和灵活的数据结构，合理使用可以大大简化代码并提高性能。