本節我們接着講字典（Dictionary）類型：
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字典，也是Python中使用得比較廣泛的一種數據類型。
字典本質上是一種“鍵值對”（key-value）的集合。“鍵值對”這種數據的描述方式，更加符合我們對客觀世界的認識。客觀世界的數據，通常都存在一個名字-key，以及對應的值-value，使用“鍵值對”可以非常直觀簡便地表達這些數據。一些數據庫技術也是基於鍵值對的數據存儲方式，比如Redis、memcached。“鍵值對”在大數據領域也有廣泛應用。
字典的結構定義和JSON基本一致，兩者可以很方便的相互轉換。
字典的語法如下：
{key1: value1, key2: value2, key3: value3, …}
字典使用大括號{}括起來，每個key-value之間使用逗號分割。Key和value之間使用冒號：分割。
同一個字典裏面，key值需要保證唯一，不能重複，並且只能是不可變數據類型（數字、字符串、元組）。
Value不要求唯一，並且可以是任意數據類型。
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瞭解hash結構：
字典是一種hash結構，我們有必要簡單瞭解一下hash結構。下圖是一個hash結構的示意（這不是python的真正實現）：
hash是一種數據結構，準確說是一種數據的組織方式。我們在編程中，爲了便於數據的操作（增刪改查），尤其是性能考慮，會將數據對象以某種特別的方式組織起來，這就是數據結構。除了hash以爲，還有數組array、鏈表sll\dll、平衡二叉樹avl、紅黑樹rbt等。這些數據結構，是編程的算法範疇，不是編程語言的語法範疇，不同的編程語言都可以實現這些數據結構。我們不會重點去講這些算法的東西，但是作爲程序員，你需要理解這些常用的算法。如果有必要我後面可以專門製作一個系列來講算法。
上圖是我工作中最常見的hash結構。它定義了一個hash表（核心是一個定長的數組），用於存hash_key，由於它是數組，所以可以通過索引來查找，性能高。數據對象的key，通過一個hash函數映射到hash_key，這個映射關係可能是n:1，所以存在一個hash_key對應多個數據對象的情況，這就是所謂的hash衝突。爲了解決hash衝突，我們在每個hash_key下面掛了一個鏈表結構，這個就是hash桶（bucket）。Hash衝突越嚴重，bucket就會越深，從而導致查找性能就越低，所以hash函數是關鍵。衡量一個hash函數的好壞，是它能否將所有數據對象均衡的散列到不同的hash_key上面的，並且hash函數本身不能耗費太多性能。
Hash結構，是各種操作（增刪改查）性能都比較高比較均衡的一種結構，使用較廣泛。
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字典和列表的區別
字典不是一種序列，它沒有索引，並且是無序的，這一點和列表存在本質區別，大家要注意。
實質上，字典在python的底層實現中，是一種hash索引結構。所以字典結構在查詢、新增、刪除、修改上面表現出更加優異的時間性能。
而列表在python的底層實現中，是一種動態數組結構。該數組元素不會直接保存列表元素的數據，而是存儲了列表元素的地址。地址的大小是固定的，所以它可以是一個數組結構。由於它是動態數組（支持resize內存空間），所以也可以支持擴容。同時，數組是連續存儲的，所以列表存在索引，是有序的。
下圖示意了字典和列表的區別，不同的python版本可能存在差異，但是大體類似。
列表採用了指針數組，它是一段連續內存，所以它可以像數組一樣去索引的。而字典採用了hash表結構，key值是通過hash函數去命中到一個hash index，所以它只能通過key值去查找。
真正的實現中，不會像我畫的這麼簡單。比如字典的hash表還需要考慮hash散列、hash衝突，但是這些細節並不影響我們理解字典和列表之間的本質區別。對於初學者，不建議大家現在去搞懂這些細節，可以留待後面再去深入理解。
下面我們通過一系列實例來熟悉字典的操作：
# file: ./5/5_8.py
# 字典
dict_1 = {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'city': 'Chengdu'}
print('name: %s, age: %d, city: %s' % (dict_1['name'], dict_1['age'], dict_1['city']))
dict_1['city'] = 'Beijing'
print('name: %s, age: %d, city: %s' % (dict_1['name'], dict_1['age'], dict_1['city']))
dict_2 = {}.fromkeys(('name', 'age', 'city')) # 批量根據key值初始化一個字典
print(dict_2)
print(len(dict_1))
# 增加鍵值對
dict_1['sex'] = 'male'
print(dict_1)
# 刪除鍵值對
del dict_1['sex']
print(dict_1)
# 批量更新
dict_3 = {'name': 'xiaoliu', 'age': 18, 'city': 'Chengdu', 'sex': 'female'}
dict_1.update(dict_3)
print(dict_1)
# 判斷key是否在字典中存在
print('name' in dict_3)
# 獲取所有的key
print(list(dict_1.keys()))
# 獲取所有的value
print(list(dict_1.values()))
# 獲取所有的(鍵, 值) 元組列表
print(list(dict_1.items()))
# 清空字典
dict_1.clear()
print(dict_1)
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深複製和淺複製
python提供了copy()方法，用於字典的淺複製（shallow copy）。與淺複製相對應的，還有深複製(deep copy)的概念。我們通過實例來理解一下二者的區別。淺複製和深複製的概念在很多編程語言中都涉及，大家應該理解並舉一反三。
# file: ./5/5_10.py
# 深複製和淺複製
dict_1 = {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 90, 'shuxue': 100}}
dict_2 = dict_1.copy()
print('dict_1:', dict_1)
print('dict_2:', dict_2)
# 修改value
print('modify 90->98'.center(64, '-'))
dict_1['score']['yuwen'] = 98
print('dict_1:', dict_1)
print('dict_2:', dict_2)
# 深拷貝
print('deep copy'.center(64, '-'))
import copy
dict_3 = copy.deepcopy(dict_1)
print('dict_1:', dict_1)
print('dict_3:', dict_3)
print('modify 98->99'.center(64, '-'))
dict_1['score']['yuwen'] = 99
print('dict_1:', dict_1)
print('dict_3:', dict_3)
輸出結果爲：
dict_1: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 90, 'shuxue': 100}}
dict_2: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 90, 'shuxue': 100}}
-------------------------modify 90->98--------------------------
dict_1: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 98, 'shuxue': 100}}
dict_2: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 98, 'shuxue': 100}}
---------------------------deep copy----------------------------
dict_1: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 98, 'shuxue': 100}}
dict_3: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 98, 'shuxue': 100}}
-------------------------modify 98->99--------------------------
dict_1: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 99, 'shuxue': 100}}
dict_3: {'name': 'xiaowang', 'age': 20, 'score': {'yuwen': 98, 'shuxue': 100}}
所謂淺複製，其實是複製了內存的地址，並沒有拷貝內存裏面存的數據。
而深複製，則是重新分配了一塊內存，並把數據拷貝進去。
所以，我們通過上面的實例可以看到，在淺複製的情況下，我們改變dict_1的值，dict_2依然會跟着變化，說明他們指向了同一塊內存空間。而深複製的情況下，則互不影響，說明他們指向的是不同的內存空間。
通過下面的圖，更加容易理解：
大家可以思考一下，爲什麼key爲‘name’和‘age’的值不受淺複製的影響呢？
下一節我們講集合Set的概念。
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