1 一个简单的字典
来看一个游戏,其中包含一些外星人,这些外星人的颜色和点数各不相同。下面是一个简单的字典,存储了有关特定外星人的信息:
#alien.py
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0['color'])
print(alien_0['points'])
输出:
green
5
2 使用字典
在Python中,字典是一系列键—值对。
2.1 访问字典中的值
要获取与键相关联的值,可依次指定字典名和放在方括号内的键,如下所示:
alien_0 = {'color': 'green'}
print(alien_0['color'])
输出:
green
字典中可包含任意数量的键—值对。例如,下面是最初的字典alien_0,其中包含两个键—值对:
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
现在,你可以访问外星人alien_0的颜色和点数。如果玩家射杀了这个外星人,你就可以使用下面的代码来确定玩家应获得多少个点:
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
new_points = alien_0['points']
print("You just earned " + str(new_points) + " points! ")
输出:
You just earned 5 points!
2.2 添加键—值对
字典是一种动态结构,可随时在其中添加键—值对。
下面在字典alien_0中添加两项信息:外星人的x坐标和y坐标,让我们能够在屏幕的特定位置显示该外星人。我们将这个外星人放在屏幕左边缘,且离屏幕上边缘25像素的地方。由于屏幕坐标系的原点通常为左上角,因此要将该外星人放在屏幕左边缘,可将x坐标设置为0;要将该外星人放在离屏幕顶部25像素的地方,可将y坐标设置为25,如下所示:
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
alien_0['x_position'] = 0
alien_0['y_position'] = 25
print(alien_0)
输出:
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green', 'points': 5, 'y_position': 25, 'x_position': 0}
Python不关心键—值对的添加顺序,而只关心键和值之间的关联关系。
2.3 先创建一个空字典
alien_0 = {}
alien_0['color'] = 'green'
alien_0['points'] = 5
print(alien_0)
输出:
{'color': 'green', 'points': 5}
使用字典来存储用户提供的数据或在编写能自动生成大量键—值对的代码时,通常都需要先定义一个空字典。
2.4 修改字典中的值
要修改字典中的值,可依次指定字典名、用方括号括起的键以及与该键相关联的新值。例如,假设随着游戏的进行,需要将一个外星人从绿色改为黄色:
alien_0 = {'color': 'green'}
print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")
alien_0['color'] = 'yellow'
print("The alien is now " + alien_0['color'] + ".")
输出:
The alien is green.
The alien is now yellow.
来看一个更有趣的例子:对一个能够以不同速度移动的外星人的位置进行跟踪。为此,我们将存储该外星人的当前速度,并据此确定该外星人将向右移动多远:
alien_0 = {'x_position': 0, 'y_position': 25, 'speed': 'medium'}
print("Original x-position: " + str(alien_0['x_position']))
# 向右移动外星人
# 据外星人当前速度决定将其移动多远
if alien_0['speed'] == 'slow':
x_increment = 1
elif alien_0['speed'] == 'medium':
x_increment = 2
else:
#这个外星人的速度一定很快
x_increment = 3
# 新位置等于老位置加上增量
alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
print("New x-position: " + str(alien_0['x_position']))
输出:
Original x-position: 0
New x-position: 2
2.5 删除键—值对
使用del语句,且必须指定字典名和要删除的键。
例如,下面的代码从字典alien_0中删除键’points’及其值:
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
del alien_0['points']
print(alien_0)
输出:
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green'}
注意删除的键—值对永远消失了。
2.6 由类似对象组成的字典
在前面的示例中,字典存储的是一个对象(游戏中的一个外星人)的多种信息,但你也可以使用字典来存储众多对象的同一种信息。例如,假设你要调查很多人,询问他们最喜欢的编程语言,可使用一个字典来存储这种简单调查的结果,如下所示:
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
print("Sarah's favorite language is " +
favorite_languages['sarah'].title() +".")
为获悉Sarah喜欢的语言,我们使用如下代码:
favorite_languages['sarah']
输出:
Sarah's favorite language is C.
3 遍历字典
有多种遍历字典的方式:可遍历字典的所有键—值对、键或值。
3.1 遍历所有的键—值对
#user.py
user_0 = {
'username': 'efermi',
'first': 'enrico',
'last': 'fermi',
}
for key, value in user_0.items():
print("\nKey: " + key)
print("Value: " + value)
for语句的第二部分包含字典名和方法items()(见❶),它返回一个键—值对列表。
输出:
Key: last
Value: fermi
Key: first
Value: enrico
Key: username
Value: efermi
注意,即便遍历字典时,键—值对的返回顺序也与存储顺序不同。Python不关心键—值对的存储顺序,而只跟踪键和值之间的关联关系。
如果遍历字典favorite_languages,将得到其中每个人的姓名和喜欢的编程语言。由于其中的键都是人名,而值都是语言,因此我们在循环中使用变量name和language,而不是key和value,这让人更容易明白循环的作用:
#favorite_languages.py
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
for name, language in favorite_languages.items():
print(name.title() + "'s favorite language is " + language.title() + ".")
输出:
Jen's favorite language is Python.
Sarah's favorite language is C.
Phil's favorite language is Python.
Edward's favorite language is Ruby.
3.2 遍历字典中的所有键
在不需要使用字典中的值时,方法keys()很有用。下面来遍历字典favorite_languages,并将每个被调查者的名字都打印出来:
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
for name in favorite_languages.keys():
print(name.title())
输出:
Jen
Sarah
Phil
Edward
遍历字典时,会默认遍历所有的键,因此,如果将上述代码中的for name in favorite_languages.keys():替换为for name in favorite_languages:,输出将不变。
下面来打印两条消息,指出两位朋友喜欢的语言。我们像前面一样遍历字典中的名字,但在名字为指定朋友的名字时,打印一条消息,指出其喜欢的语言:
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
friends = ['phil', 'sarah']
for name in favorite_languages.keys():
print(name.title())
if name in friends:
print(" Hi " + name.title() +
", I see your favorite language is " +
favorite_languages[name].title() + "! ")
输出:
Edward
Phil
Hi Phil, I see your favorite language is Python!
Sarah
Hi Sarah, I see your favorite language is C!
Jen
还可以使用keys()确定某个人是否接受了调查。下面的代码确定Erin是否接受了调查:
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
if 'erin' not in favorite_languages.keys():
print("Erin, please take our poll! ")
方法keys()并非只能用于遍历;实际上,它返回一个列表,其中包含字典中的所有键
输出:
Erin, please take our poll!
3.3 按顺序遍历字典中的所有键
要以特定的顺序返回元素,一种办法是在for循环中对返回的键进行排序。为此,可使用函数sorted()来获得按特定顺序排列的键列表的副本:
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
for name in sorted(favorite_languages.keys()):
print(name.title() + ", thank you for taking the poll.")
输出:
Edward, thank you for taking the poll.
Jen, thank you for taking the poll.
Phil, thank you for taking the poll.
Sarah, thank you for taking the poll.
3.4 遍历字典中的所有值
如果你感兴趣的主要是字典包含的值,可使用方法values(),它返回一个值列表,而不包含任何键。例如,如果我们想获得一个这样的列表,即其中只包含被调查者选择的各种语言,而不包含被调查者的名字,可以这样做:
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
print("The following languages have been mentioned:")
for language in favorite_languages.values():
print(language.title())
输出:
The following languages have been mentioned:
Python
C
Python
Ruby
这种做法提取字典中所有的值,而没有考虑是否重复。涉及的值很少时,这也许不是问题,但如果被调查者很多,最终的列表可能包含大量的重复项。为剔除重复项,可使用集合set()。集合类似于列表,但每个元素都必须是独一无二的:
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
print("The following languages have been mentioned:")
for language in set(favorite_languages.values()):
print(language.title())
输出:
The following languages have been mentioned:
Python
C
Ruby
4 嵌套
有时候,需要将一系列字典存储在列表中,或将列表作为值存储在字典中,这称为嵌套。你可以在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表甚至在字典中嵌套字典。
4.1 字典列表
创建一个外星人列表,其中每个外星人都是一个字典,包含有关该外星人的各种信息。
#aliens.py
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
alien_1 = {'color': 'yellow', 'points': 10}
alien_2 = {'color': 'red', 'points': 15}
aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]
for alien in aliens:
print(alien)
输出:
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'yellow', 'points': 10}
{'color': 'red', 'points': 15}
更符合现实的情形是,外星人不止三个,且每个外星人都是使用代码自动生成的。在下面的示例中,我们使用range()生成了30个外星人:
# 创建一个用于存储外星人的空列表
aliens = []
# 创建30个绿色的外星人
for alien_number in range(30):
new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
aliens.append(new_alien)
# 显示前五个外星人
for alien in aliens[:5]:
print(alien)
print("...")
# 显示创建了多少个外星人
print("Total number of aliens: " + str(len(aliens)))
输出:
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
...
Total number of aliens: 30
要将前三个外星人修改为黄色的、速度为中等且值10个点,可以这样做:
# 创建一个用于存储外星人的空列表
aliens = []
# 创建30个绿色的外星人
for alien_number in range(30):
new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
aliens.append(new_alien)
# 显示前五个外星人
for alien in aliens[0:3]:
if alien['color'] == 'green':
alien['color'] = 'yellow'
alien['speed'] = 'medium'
alien['points'] = 10
# 显示前五个外星人
for alien in aliens[0:5]:
print(alien)
print("...")
# 显示创建了多少个外星人
print("Total number of aliens: " + str(len(aliens)))
输出:
{'speed': 'medium', 'color': 'yellow', 'points': 10}
{'speed': 'medium', 'color': 'yellow', 'points': 10}
{'speed': 'medium', 'color': 'yellow', 'points': 10}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
{'speed': 'slow', 'color': 'green', 'points': 5}
...
4.2 在字典中存储列表
在下面的示例中,存储了比萨的两方面信息:外皮类型和配料列表。其中的配料列表是一个与键’toppings’相关联的值。要访问该列表,我们使用字典名和键’toppings',就像访问字典中的其他值一样。这将返回一个配料列表,而不是单个值:
#pizza.py
# 存储所点比萨的信息
pizza = {
'crust': 'thick',
'toppings': ['mushrooms', 'extra cheese'],
}
# 概述所点的比萨
print("You ordered a " + pizza['crust'] + "-crust pizza " +"with the following toppings:")
for topping in pizza['toppings']:
print("\t" + topping)
输出:
You ordered a thick-crust pizza with the following toppings:
mushrooms
extra cheese
每当需要在字典中将一个键关联到多个值时,都可以在字典中嵌套一个列表。在本章前面有关喜欢的编程语言的示例中,如果将每个人的回答都存储在一个列表中,被调查者就可选择多种喜欢的语言。在这种情况下,当我们遍历字典时,与每个被调查者相关联的都是一个语言列表,而不是一种语言;因此,在遍历该字典的for循环中,我们需要再使用一个for循环来遍历与被调查者相关联的语言列表:
#favorite_languages.py
favorite_languages = {
'jen': ['python', 'ruby'],
'sarah': ['c'],
'edward': ['ruby', 'go'],
'phil': ['python', 'haskell'],
}
for name, languages in favorite_languages.items():
print("\n" + name.title() + "'s favorite languages are:")
for language in languages:
print("\t" + language.title())
输出:
Jen's favorite languages are:
Python
Ruby
Sarah's favorite languages are:
C
Phil's favorite languages are:
Python
Haskell
Edward's favorite languages are:
Ruby
Go
4.3 在字典中存储字典
可在字典中嵌套字典,但这样做时,代码可能很快复杂起来。例如,如果有多个网站用户,每个都有独特的用户名,可在字典中将用户名作为键,然后将每位用户的信息存储在一个字典中,并将该字典作为与用户名相关联的值。在下面的程序中,对于每位用户,我们都存储了其三项信息:名、姓和居住地;为访问这些信息,我们遍历所有的用户名,并访问与每个用户名相关联的信息字典:
#many_users.py
users = {
'aeinstein': {
'first': 'albert',
'last': 'einstein',
'location': 'princeton',
},
'mcurie': {
'first': 'marie',
'last': 'curie',
'location': 'paris',
},
}
for username, user_info in users.items():
print("\nUsername: " + username)
full_name = user_info['first'] + " " + user_info['last']
location = user_info['location']
print("\tFull name: " + full_name.title())
print("\tLocation: " + location.title())
输出:
Username: aeinstein
Full name: Albert Einstein
Location: Princeton
Username: mcurie
Full name: Marie Curie
Location: Paris
请注意,表示每位用户的字典的结构都相同,虽然Python并没有这样的要求,但这使得嵌套的字典处理起来更容易。倘若表示每位用户的字典都包含不同的键,for循环内部的代码将更复杂。