刻意練習：Python基礎 -- Task06. 字典與集合

背景

我們準備利用17天時間，將 “Python基礎的刻意練習” 分爲如下任務：

Task01：變量、運算符與數據類型（1day）
Task02：條件與循環（1day）
Task03：列表與元組（2day）
Task04：字符串與序列（1day）
Task05：函數與Lambda表達式（2day）
Task06：字典與集合（1day）
Task07：文件與文件系統（2day）
Task08：異常處理（1day）
Task09：else 與 with 語句（1day）
Task10：類與對象（2day）
Task11：魔法方法（2day）
Task12：模塊（1day）

這是我的第六次打卡內容。我學習 Python 的思路是，先去熟悉 Python 的整體語法框架與自己熟悉的編程語言進行知識點的連接，後面遇到問題再來慢慢補充，慢慢形成自己的知識結構。

Python 基礎語法

1. 字典

序列是以連續的整數爲索引，與此不同的是，字典以"關鍵字"爲索引，關鍵字可以是任意不可變類型，通常用字符串或數值。
字典是 Python 唯一的一個映射類型，字符串、元組、列表屬於序列類型。

那麼如何快速判斷一個數據類型 X 是不是可變類型的呢？兩種方法：

麻煩方法：用 id(X) 函數，對 X 進行某種操作，比較操作前後的 id，如果不一樣，則 X 不可變，如果一樣，則 X 可變。
便捷方法：用 hash(X)，只要不報錯，證明 X 可被哈希，即不可變，反過來不可被哈希，即可變。

i = 1
print(id(i))  # 140732167000896
i = i + 2
print(id(i))  # 140732167000960

l = [1, 2]
print(id(l))  # 4300825160
l.append('Python')
print(id(l))  # 4300825160

整數 i 在加 1 之後的 id 和之前不一樣，因此加完之後的這個 i (雖然名字沒變)，但是不是加前的那個 i 了，因此整數是不可更改的。
列表 l 在附加 'Python' 之後的 id 和之前一樣，因此列表是可更改的。

print(hash('Name'))  # -9215951442099718823

print(hash((1, 2, 'Python')))  # 823362308207799471

print(hash([1, 2, 'Python']))
# TypeError: unhashable type: 'list'

字符和元組都能被哈希，因此它們是不可更改的。列表不能被哈希，因此它是可更改的。

「字典」定義語法爲 {元素1, 元素2, ..., 元素n}

其中每一個元素是一個「鍵值對」- 鍵:值 (key:value)
關鍵點是「大括號 {}」,「逗號 ,」和「冒號 :」
大括號把所有元素綁在一起
逗號將每個鍵值對一一分開
冒號將鍵和值分開

創建和訪問字典

字典是無序的鍵：值對（key:value 對）集合，鍵必須是互不相同的（在同一個字典之內）。

brand = ['李寧', '耐克', '阿迪達斯']
slogan = ['一切皆有可能', 'Just do it', 'Impossible is nothing']
print('耐克的口號是:', slogan[brand.index('耐克')])  
# 耐克的口號是: Just do it

dict1 = {'李寧': '一切皆有可能', '耐克': 'Just do it', '阿迪達斯': 'Impossible is nothing'}
print('耐克的口號是:', dict1['耐克'])  
# 耐克的口號是: Just do it

dict2 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dict2)  # {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
print(dict2[1])  # one

dict3 = {'rice': 35, 'wheat': 101, 'corn': 67}
print(dict3)  # {'wheat': 101, 'corn': 67, 'rice': 35}
print(dict3['rice'])  # 35

dict(object) 函數用於創建一個字典。
dict() -> new empty dictionary
dict(mapping) -> new dictionary initialized from a mapping object’s (key, value) pairs
dict(iterable) -> new dictionary initialized as if via:

d = {}
for k, v in iterable:
    d[k] = v

dict(**kwargs) -> new dictionary initialized with the name=value pairs in the keyword argument list. For example: dict(one=1, two=2)

dict4 = dict([('apple', 4139), ('peach', 4127), ('cherry', 4098)])
print(dict4)  # {'cherry': 4098, 'apple': 4139, 'peach': 4127}

dict4 = dict((('apple', 4139), ('peach', 4127), ('cherry', 4098)))
print(dict4)  # {'peach': 4127, 'cherry': 4098, 'apple': 4139}

dict 內部存放的順序和 key 放入的順序是沒有關係的。
dict 查找和插入的速度極快，不會隨着 key 的增加而增加，但是需要佔用大量的內存。
把數據放入 dict 還可以直接通過 key 放入。
一個 key 只能對應一個 value，多次對一個 key 放入 value，後面的值會把前面的值沖掉。

dict5 = dict(a=1, b=2, c=3)
print(dict5)  
# {'b': 2, 'a': 1, 'c': 3}

dict5['a'] = 11
print(dict5)  
# {'b': 2, 'a': 11, 'c': 3}

dict5['d'] = 4
print(dict5)  
# {'d': 4, 'c': 3, 'a': 11, 'b': 2}

字典的內置方法

dict.fromkeys(seq[, value]) 用於創建一個新字典，以序列 seq 中元素做字典的鍵，value 爲字典所有鍵對應的初始值。

seq = ('name', 'age', 'sex')
dict6 = dict.fromkeys(seq)
print("新的字典爲 : %s" % str(dict6))  
# 新的字典爲 : {'name': None, 'age': None, 'sex': None}

dict6 = dict.fromkeys(seq, 10)
print("新的字典爲 : %s" % str(dict6))  
# 新的字典爲 : {'name': 10, 'age': 10, 'sex': 10}

dict6 = dict.fromkeys(seq, ('小馬', '8', '男'))
print("新的字典爲 : %s" % str(dict6))  
# 新的字典爲 : {'name': ('小馬', '8', '男'), 'age': ('小馬', '8', '男'), 'sex': ('小馬', '8', '男')}

dict.keys()返回一個可迭代對象，可以使用 list() 來轉換爲列表。

dict = {'Name': 'lsgogroup', 'Age': 7}
print(dict.keys())  # dict_keys(['Name', 'Age'])
lst = list(dict.keys())  # 轉換爲列表
print(lst)  # ['Name', 'Age']

dict.values()返回一個迭代器，可以使用 list() 來轉換爲列表，列表爲字典中的所有值。

dict = {'Sex': 'female', 'Age': 7, 'Name': 'Zara'}
print("字典所有值爲 : ", list(dict.values()))  
# 字典所有值爲 :  [7, 'female', 'Zara']

dict.items()以列表返回可遍歷的(鍵, 值) 元組數組。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
print("Value : %s" % dict.items())  
# Value : dict_items([('Name', 'Lsgogroup'), ('Age', 7)])

print(tuple(dict.items()))  
# (('Name', 'Lsgogroup'), ('Age', 7))

dict.get(key, default=None)返回指定鍵的值，如果值不在字典中返回默認值。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 27}
print("Age 值爲 : %s" % dict.get('Age'))  # Age 值爲 : 27
print("Sex 值爲 : %s" % dict.get('Sex', "NA"))  # Sex 值爲 : NA

key in dict in 操作符用於判斷鍵是否存在於字典中，如果鍵在字典 dict 裏返回true，否則返回false。而not in操作符剛好相反，如果鍵在字典 dict 裏返回false，否則返回true。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}

# 檢測鍵 Age 是否存在
if 'Age' in dict:
    print("鍵 Age 存在")
else:
    print("鍵 Age 不存在")

# 檢測鍵 Sex 是否存在
if 'Sex' in dict:
    print("鍵 Sex 存在")
else:
    print("鍵 Sex 不存在")

# not in
# 檢測鍵 Age 是否存在
if 'Age' not in dict:
    print("鍵 Age 不存在")
else:
    print("鍵 Age 存在")

# 鍵 Age 存在
# 鍵 Sex 不存在
# 鍵 Age 存在

dict.clear()用於刪除字典內所有元素。

dict = {'Name': 'Zara', 'Age': 7}
print("字典長度 : %d" % len(dict))  # 字典長度 : 2
dict.clear()
print("字典刪除後長度 : %d" % len(dict))  # 字典刪除後長度 : 0

dict.copy()返回一個字典的淺複製。

Sample1：

dict1 = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7, 'Class': 'First'}
dict2 = dict1.copy()
print("新複製的字典爲 : ", dict2)  
# 新複製的字典爲 :  {'Age': 7, 'Name': 'Lsgogroup', 'Class': 'First'}

Sample2：直接賦值和 copy 的區別

dict1 = {'user': 'lsgogroup', 'num': [1, 2, 3]}

# 引用對象
dict2 = dict1  
# 深拷貝父對象（一級目錄），子對象（二級目錄）不拷貝，還是引用
dict3 = dict1.copy()  

print(id(dict1))  # 148635574728
print(id(dict2))  # 148635574728
print(id(dict3))  # 148635574344

# 修改 data 數據
dict1['user'] = 'root'
dict1['num'].remove(1)

# 輸出結果
print(dict1)  # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dict2)  # {'user': 'root', 'num': [2, 3]}
print(dict3)  # {'user': 'runoob', 'num': [2, 3]}

dict.pop(key[,default])刪除字典給定鍵 key 所對應的值，返回值爲被刪除的值。key 值必須給出。否則，返回 default 值。
del dict[key] 刪除字典給定鍵 key 所對應的值。

dict1 = {1: "a", 2: [1, 2]}
print(dict1.pop(1), dict1)  # a {2: [1, 2]}

# 設置默認值，必須添加，否則報錯
print(dict1.pop(3, "nokey"), dict1)  # nokey {2: [1, 2]}

del dict1[2]
print(dict1)  # {}

dict.popitem()隨機返回並刪除字典中的一對鍵和值，如果字典已經爲空，卻調用了此方法，就報出KeyError異常。

dict1 = {1: "a", 2: [1, 2]}
print(dict1.popitem())  # (1, 'a')
print(dict1)  # {2: [1, 2]}

dict.setdefault(key, default=None)和get()方法類似, 如果鍵不存在於字典中，將會添加鍵並將值設爲默認值。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
print("Age 鍵的值爲 : %s" % dict.setdefault('Age', None))  # Age 鍵的值爲 : 7
print("Sex 鍵的值爲 : %s" % dict.setdefault('Sex', None))  # Sex 鍵的值爲 : None
print("新字典爲：", dict)  
# 新字典爲： {'Age': 7, 'Name': 'Lsgogroup', 'Sex': None}

dict.update(dict2)把字典參數 dict2 的 key/value(鍵/值) 對更新到字典 dict 裏。

dict = {'Name': 'Lsgogroup', 'Age': 7}
dict2 = {'Sex': 'female', 'Age': 8}
dict.update(dict2)
print("更新字典 dict : ", dict)  
# 更新字典 dict :  {'Sex': 'female', 'Age': 8, 'Name': 'Lsgogroup'}

2. 集合

與dict類似，set也是一組key的集合，但不存儲value。由於key不能重複，所以，在set中，沒有重複的key。

num = {}
print(type(num))  # <class 'dict'>
num = {1, 2, 3, 4}
print(type(num))  # <class 'set'>

集合的創建

直接把一堆元素用花括號括起來{元素1, 元素2, ..., 元素n}，重複元素在set中會被自動被過濾。

basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}
print(basket)  # {'banana', 'apple', 'pear', 'orange'}

使用set(value)工廠函數，把列表或元組轉換成集合。

a = set('abracadabra')
print(a)  
# {'r', 'b', 'd', 'c', 'a'}

b = set(("Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Taobao"))
print(b)  
# {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}

c = set(["Google", "Lsgogroup", "Taobao", "Google"])
print(c)  
# {'Taobao', 'Lsgogroup', 'Google'}

去掉列表中重複的元素

lst = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 5, 3, 1]

temp = []
for item in lst:
    if item not in temp:
        temp.append(item)

print(temp)  # [0, 1, 2, 3, 4, 5]

a = set(lst)
print(list(a))  # [0, 1, 2, 3, 4, 5]

從結果發現集合的兩個特點：無序 (unordered) 和唯一 (unique)。由於 set 存儲的是無序集合，所以我們沒法通過索引來訪問，但是可以判斷一個元素是否在集合中。

訪問集合中的值

可以使用for把集合中的數據一個個讀取出來。

thisset = set(['Google', 'Baidu', 'Taobao'])
for item in thisset:
    print(item)

# Baidu
# Google
# Taobao

可以通過in或not in判斷一個元素是否在集合中已經存在

thisset = set(['Google', 'Baidu', 'Taobao'])
print('Taobao' in thisset)  # True
print('Facebook' not in thisset)  # True

集合的內置方法

set.add(elmnt)用於給集合添加元素，如果添加的元素在集合中已存在，則不執行任何操作。

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
fruits.add("orange")
print(fruits)  
# {'orange', 'cherry', 'banana', 'apple'}

fruits.add("apple")
print(fruits)  
# {'orange', 'cherry', 'banana', 'apple'}

set.remove(item)用於移除集合中的指定元素。

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
fruits.remove("banana")
print(fruits)  # {'apple', 'cherry'}

set.update(set)用於修改當前集合，可以添加新的元素或集合到當前集合中，如果添加的元素在集合中已存在，則該元素只會出現一次，重複的會忽略。

x = {"apple", "banana", "cherry"}
y = {"google", "baidu", "apple"}
x.update(y)
print(x)  
# {'cherry', 'banana', 'apple', 'google', 'baidu'}

由於 set 是無序和無重複元素的集合，所以兩個或多個 set 可以做數學意義上的集合操作。
set.intersection(set1, set2 ...)用於返回兩個或更多集合中都包含的元素，即交集。
set.union(set1, set2...)返回兩個集合的並集，即包含了所有集合的元素，重複的元素只會出現一次。
set.difference(set) 返回集合的差集，即返回的集合元素包含在第一個集合中，但不包含在第二個集合（方法的參數）中。

a = set('abracadabra')
b = set('alacazam')
print(a)  # {'r', 'a', 'c', 'b', 'd'}
print(b)  # {'c', 'a', 'l', 'm', 'z'}

# 交集
print(a & b)  # {'c', 'a'}
c = a.intersection(b)
print(c)  # {'a', 'c'}

# 並集
print(a | b)  # {'l', 'd', 'm', 'b', 'a', 'r', 'z', 'c'}
c = a.union(b)
print(c)  # {'c', 'a', 'd', 'm', 'r', 'b', 'z', 'l'}

# 差集
print(a - b)  # {'d', 'b', 'r'}
c = a.difference(b)
print(c)  # {'b', 'd', 'r'}

set.issubset(set)用於判斷集合的所有元素是否都包含在指定集合中，如果是則返回 True，否則返回 False。

x = {"a", "b", "c"}
y = {"f", "e", "d", "c", "b", "a"}
z = x.issubset(y)
print(z)  # True

x = {"a", "b", "c"}
y = {"f", "e", "d", "c", "b"}
z = x.issubset(y)
print(z)  # False

set.issuperset(set)用於判斷指定集合的所有元素是否都包含在原始的集合中，如果是則返回 True，否則返回 False。

x = {"f", "e", "d", "c", "b", "a"}
y = {"a", "b", "c"}
z = x.issuperset(y)
print(z)  # True

x = {"f", "e", "d", "c", "b"}
y = {"a", "b", "c"}
z = x.issuperset(y)
print(z)  # False

3. 不可變集合

frozenset([iterable]) 返回一個凍結的集合，凍結後集合不能再添加或刪除任何元素。

a = frozenset(range(10))  # 生成一個新的不可變集合
print(a)  
# frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})

b = frozenset('lsgogroup')
print(b)  
# frozenset({'g', 's', 'p', 'r', 'u', 'o', 'l'})

總結

好了，到此爲止有關於字典和集合部分就介紹完了，大家要根據上面的例子多多體會，只有刻意練習才能掌握一門技術，沒有捷徑的，加油啊！See You！

參考文獻：

https://www.runoob.com/python3/python3-tutorial.html
https://www.bilibili.com/video/av4050443
https://mp.weixin.qq.com/s/DZ589xEbOQ2QLtiq8mP1qQ

相關圖文：

刻意練習：Python基礎 -- Task06. 字典與集合

背景

Python 基礎語法

總結

.Net 8.0 下的新RPC，IceRPC之試試的新玩法"打洞"

關於遊戲付費的一點想法

我通過CKA和CKS啦！

《最新出爐》系列入門篇-Python+Playwright自動化測試-42-強大的可視化追蹤利器Trace Viewer

大數據怎麼學？對大數據開發領域及崗位的詳細解讀，完整理解大數據開發領域技術體系

刻意練習：Python基礎 -- Task07. 文件與文件系統

技術圖文：如何利用 Turtle 繪製一棵漂亮的櫻花樹

刻意練習：Python基礎 -- Task06. 字典與集合

技術圖文：Python描述符 (descriptor) 詳解

對“基礎算法（LeetCode）刻意練習活動”的覆盤

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結