五 Python基础之dict和set

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前言

Python中内置了dict和set，dict也就是我们常说的字典。dict的最大好处就是取值非常快，给定一个key，我们可以快速获取到它对应的value。也正是如此，dict也被广泛应用在我们的实际开发当中。

set，顾名思义，也就是集合，和我们初中学习过的数学知识一样，集合具有确定性、无序性、互异性，回顾一下：

  • 确定性

给定一个集合，任给一个元素，该元素或者属于或者不属于该集合，二者必居其一，不允许有模棱两可的情况出现

  • 无序性

元素之间没有顺序，都是无序的。

  • 互异性

给定一个集合，元素不允许重复，集合中的元素都是不相同的。

dict

初始化

dict可以使用字面量初始化，例如

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dic = {'key1': 'value1', 'key2': 666}

有趣的是，python的字典可以是基本数据类型或一些不可变类型：

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>>> dic = {'key1': 'value1', 1: 'one', False: 'False', _: '_'}
>>> dic['key1']
'value1'
>>> dic[1] // 可以使用基本数据类型作为key
'one'
>>> dic[False]  // 可以使用bool值作为key
'False'
>>> dic[_] // 可以使用下划线_作为key
'_'
>>> dic[0] // 当key为bool值时，可以用0代表False取值，可以用1代表True取值
'False'
>>> dic[True] // 当key为1或者0时，可以用True代表1取值，可以用False代表0取值
'one'

但是，要注意的是，当key为0时，如果使用False作为key添加到字典，则字典的key还是以0为准，但是值会覆盖之前的值，当key为1时，也是同一个道理，例如：

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>>> dic = {1: 'a', 0: 'b'}
>>> dic
{1: 'a', 0: 'b'}
>>> dic[True] = 'True'
>>> dic
{1: 'True', 0: 'b'}
>>> dic[False] = 'False'
>>> dic
{1: 'True', 0: 'False'}

同样地，当key为True或False时，添加1或0作为key添加到字典，仍然是以True或False为key，只是值会被覆盖，例如：

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>>> dic = {True: 'a', False: 'b'}
>>> dic[1] = 666
>>> dic
{True: 666, False: 'b'}
>>> dic[0] = 555
>>> dic
{True: 666, False: 555}

也就是说，当你的key为1时，这时往字典添加True作为key时，Python内部会将你的True转化为1，然后判断原来的dic里面已经有1，因此key保持不变，值被覆盖。反之，如果用bool值作为key，再往里面添加1或0作为key的时候，Python内部会转化成bool值的key。

添加值

直接通过赋值的方式往字典中添加键值对，比如：

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>>> dic = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
>>> dic['key3'] = 'value3'
>>> dic
{'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}

判断key是否存在

  • key in dict

使用key in dict的形式来判断key是否存在于字典dict中，例如：

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dic = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
if 'key2' in dic:
	print('dic中存在key2')
else:
	print('dic中不存在key2')

输出：

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dic中存在key2
  • dic.get(key)

第二种方法就是通过dic.get(key)的形式判断，如果key存在，将返回key对应的value，如果key不存在，则返回None，也可以指定当key不存在时，返回特定的值。例如：

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dic = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
ret = dic.get('key2')
print('ret = %s' % ret)

ret1 = dic.get('key3')
print('ret1 = %s' % ret1)

ret2 = dic.get('key4', -9999)
print('ret2 = {0}'.format(ret2))

输出：

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➜  Desktop python3 demo.py
ret = value2
ret1 = None
ret2 = -9999

删除元素

字典的删除元素方法和数组是类似的，直接使用pop(key)的形式，pop(key)删除并返回所删除的key对应的value，但是如果key不存在就会报错：

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>>> dic = {'a': 1, 'b': 2}
>>> dic.pop('a')
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>>> dic
{'b': 2}
>>> dic.pop('c')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'c'

特点

  • 查找速度快（以空间换时间）
  • 占用空间大，浪费内存较多
  • key必须是不可变对象

为什么要求key是不可变，引用廖雪峰的官方网站的描述就是：

因为dict根据key来计算value的存储位置，如果每次计算相同的key得出的结果不同，那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法（Hash）。
要保证hash的正确性，作为key的对象就不能变。在Python中，字符串、整数等都是不可变的，因此，可以放心地作为key。比如，list是可变的，就不能作为key。

set

创建集合

在Python中，创建集合需要一个list数组作为数组，这一点很有趣：

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>>> mySet = set([1, 2, 3])
>>> mySet
{1, 2, 3}

添加元素

使用add(key)的形式来添加元素到集合中

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>>> mySet = set([1, 2, 3])
>>> mySet.add(4)
>>> mySet
{1, 2, 3, 4}

删除元素

使用remove(key)的形式直接删除元素

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>>> mySet = set([1, 2, 3])
>>> mySet.remove(2)
>>> mySet
{1, 3}

交集

使用&符号求两个集合的交集

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>>> mySet = set([1,2,3])
>>> yourSet = set([2, 3, 4])
>>> mySet & yourSet
{2, 3}

并集

使用|符号求两个集合的并集

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>>> mySet = set([1,2,3])
>>> yourSet = set([2, 3, 4])
>>> mySet | yourSet
{1, 2, 3, 4}

注意：set和dict的唯一区别是没有存储对应的value，因为集合具有互异性，为了保证没有重复的元素，因此集合内不可以添加不可变对象。

小结

  • dict和set的key必须不可变，因为要保证可哈希
  • 通常情况下，建议使用str作为dict的key