Einführung in den Python-Wörterbuchcontainer

Wörterbuch

Wir haben alle schon einmal ein Sprachwörterbuch verwendet, um die Definition eines Wortes nachzuschlagen, das wir nicht kennen. Ein Sprachwörterbuch stellt einen Standardsatz an Informationen für ein bestimmtes Wort bereit (z. B. Python). Dieses System ordnet Definitionen und andere Informationen tatsächlichen Wörtern zu (ordnet sie zu). Verwenden Sie Wörter als Schlüssellokalisatoren, um interessante Informationen zu finden. Dieses Konzept erstreckt sich auf die Programmiersprache Python und wird zu einem speziellen Containertyp, der als Wörterbuch bezeichnet wird.

Dictionary-Datentyp gibt es in vielen Sprachen. Es wird manchmal als assoziatives Array (weil die Daten einem Schlüsselwert zugeordnet sind) oder als Hash-Tabelle bezeichnet. Aber in Python ist ein Wörterbuch ein nettes Objekt, sodass selbst ein unerfahrener Programmierer es problemlos in seinen eigenen Programmen verwenden kann. Offiziell ist ein Wörterbuch in Python ein heterogener, veränderlicher Mapping-Container-Datentyp.

Erstellen eines Wörterbuchs

In früheren Artikeln dieser Reihe wurden einige der Containerdatentypen in der Programmiersprache Python vorgestellt, darunter Tupel, Zeichenfolgen und Listen (siehe Ressourcen). Diese Container ähneln sich darin, dass sie sequenzbasiert sind. Dies bedeutet, dass auf Elemente in diesen Sammlungen basierend auf ihrer Position in der Sequenz zugegriffen wird. Wenn Sie also eine Sequenz mit dem Namen a haben, können Sie auf Elemente zugreifen, indem Sie entweder numerische Indizes (wie a[0] ) oder Fragmente (wie a[1:5] ) verwenden. Der Wörterbuch-Containertyp in Python unterscheidet sich von diesen drei Containertypen dadurch, dass es sich um eine ungeordnete Sammlung handelt. Anstatt Indexnummern zu verwenden, verwenden Sie Schlüsselwerte, um auf Elemente in der Sammlung zuzugreifen. Das bedeutet, dass der Aufbau eines Wörterbuchcontainers etwas komplexer ist als der eines Tupels, einer Zeichenfolge oder einer Liste, da sowohl die Schlüssel als auch die entsprechenden Werte bereitgestellt werden müssen, wie in Listing 1 gezeigt.

Listing 1. Erstellen eines Wörterbuchs in Python, Teil 1

>>> d = {0: 'zero', 1: 'one', 2 : 'two', 3 : 'three', 4 : 'four', 5: 'five'}
>>> d
{0: 'zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: 'five'}
>>> len(d)
>>> type(d)     # Base object is the dict class
<type &#39;dict&#39;>
>>> d = {}      # Create an empty dictionary
>>> len(d)
>>> d = {1 : &#39;one&#39;} # Create a single item dictionary
>>> d
{1: &#39;one&#39;}
>>> len(d)
>>> d = {&#39;one&#39; : 1} # The key value can be non-numeric
>>> d
{&#39;one&#39;: 1}
>>> d = {&#39;one&#39;: [0, 1,2 , 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]}
>>> d
{&#39;one&#39;: [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]}

Wie in diesem Beispiel gezeigt, werden beim Erstellen eines Wörterbuchs in Python geschweifte Klammern und durch Doppelpunkte getrennte Schlüsselwertkombinationen verwendet. Wenn keine Schlüssel-Wert-Kombination angegeben wird, wird ein leeres Wörterbuch erstellt. Durch die Verwendung einer Schlüssel-Wert-Kombination wird ein Wörterbuch mit einem Element usw. erstellt, bis zu der von Ihnen benötigten Größe. Wie bei jedem Containertyp können Sie die Anzahl der Elemente in der Sammlung mithilfe der integrierten len-Methode ermitteln.

Das vorherige Beispiel zeigt auch ein weiteres wichtiges Problem bei Wörterbuchcontainern. Der Schlüssel ist nicht auf eine Ganzzahl beschränkt; er kann ein beliebiger unveränderlicher Datentyp sein, einschließlich Ganzzahl, Gleitkommazahl, Tupel oder Zeichenfolge. Da die Liste veränderbar ist, kann sie nicht als Schlüssel in einem Wörterbuch verwendet werden. Die Werte in einem Wörterbuch können jedoch jeden Datentyp haben.

Abschließend veranschaulicht dieses Beispiel, dass der zugrunde liegende Datentyp eines Wörterbuchs in Python ein Diktatobjekt ist. Um mehr über die Verwendung von Wörterbüchern in Python zu erfahren, können Sie den integrierten Hilfeinterpreter verwenden, um mehr über die Klasse dict zu erfahren, wie in Listing 2 gezeigt.

Listing 2. Hilfe zum Wörterbuch erhalten

>>> help(dict)on class dict in module __builtin__:
   dict(object)
| dict() -> new empty dictionary.
| dict(mapping) -> new dictionary initialized from a mapping object's
|   (key, value) pairs.
| dict(seq) -> new dictionary initialized as if via:
|   d = {}
|   for k, v in seq:
|     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)
| 
| Methods defined here:
| 
| __cmp__(...)
|   x.__cmp__(y) <==> cmp(x,y)
| 
| __contains__(...)
|   x.__contains__(y) <==> y in x
| 
| __delitem__(...)
|   x.__delitem__(y) <==> del x[y]
...

Die Hilfe zur Klasse dict besagt, dass Sie ein Wörterbuch direkt mit dem Konstruktor erstellen können, ohne geschweifte Klammern zu verwenden. Da beim Erstellen eines Wörterbuchs mehr Daten bereitgestellt werden müssen als bei anderen Containerdatentypen, ist es nicht verwunderlich, dass diese Erstellungsmethoden komplex sind. Allerdings ist es in der Praxis nicht schwierig, ein Wörterbuch zu verwenden, wie Listing 3 zeigt.

Listing 3. Erstellen eines Wörterbuchs in Python, Teil 2

>>> l = [0, 1,2 , 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] 
>>> d = dict(l)(most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in ?: can&#39;t convert dictionary 
 update sequence element #0 to a sequence
  
>>> l = [(0, &#39;zero&#39;), (1, &#39;one&#39;), (2, &#39;two&#39;), (3, &#39;three&#39;)]
>>> d = dict(l)
>>> d
{0: &#39;zero&#39;, 1: &#39;one&#39;, 2: &#39;two&#39;, 3: &#39;three&#39;}
>>> l = [[0, &#39;zero&#39;], [1, &#39;one&#39;], [2, &#39;two&#39;], [3, &#39;three&#39;]]
>>> d
{0: &#39;zero&#39;, 1: &#39;one&#39;, 2: &#39;two&#39;, 3: &#39;three&#39;}
>>> d = dict(l)
>>> d
{0: &#39;zero&#39;, 1: &#39;one&#39;, 2: &#39;two&#39;, 3: &#39;three&#39;}
>>> d = dict(zero=0, one=1, two=2, three=3) 
>>> d
{&#39;zero&#39;: 0, &#39;three&#39;: 3, &#39;two&#39;: 2, &#39;one&#39;: 1}
>>> d = dict(0=zero, 1=one, 2=two, 3=three): keyword can&#39;t be an expression

Wie Sie sehen können, erfordert das Erstellen eines Wörterbuchs Schlüsselwerte und Datenwerte. Der erste Versuch, ein Wörterbuch aus der Liste zu erstellen, schlägt fehl, da keine passenden Schlüssel-Daten-Wert-Paare vorhanden sind. Das zweite und dritte Beispiel zeigen, wie man ein Wörterbuch richtig erstellt: Im ersten Fall verwenden Sie eine Liste, in der jedes Element ein Tupel ist; im zweiten Fall verwenden Sie ebenfalls eine Liste, aber jedes Element darin ist eine andere Liste. In beiden Fällen wird der innere Container verwendet, um eine Zuordnung von Schlüsseln zu Datenwerten zu erhalten.

Eine andere Möglichkeit, einen Diktatcontainer direkt zu erstellen, besteht darin, direkt eine Zuordnung von Schlüsseln zu Datenwerten bereitzustellen. Mit dieser Technik können Schlüssel und ihre entsprechenden Werte explizit definiert werden. Diese Methode ist eigentlich weniger nützlich, da die gleiche Aufgabe auch mit geschweiften Klammern gelöst werden kann. Außerdem können Sie, wie im vorherigen Beispiel gezeigt, bei Verwendung dieser Methode keine Zahlen als Schlüssel verwenden, da sonst eine Ausnahme ausgelöst wird.

Auf das Wörterbuch zugreifen und es ändern

Nachdem Sie das Wörterbuch erstellt haben, müssen Sie auf die darin enthaltenen Daten zugreifen. Der Zugriff ähnelt dem Zugriff auf Daten in einem beliebigen Python-Container-Datentyp, wie in Listing 4 gezeigt.

清单 4. 访问 dictionary 中的元素

>>> d = dict(zero=0, one=1, two=2, three=3)
>>> d
{'zero': 0, 'three': 3, 'two': 2, 'one': 1}
>>> d['zero']
>>> d['three']
>>> d = {0: 'zero', 1: 'one', 2 : 'two', 3 : 'three', 4 : 'four', 5: 'five'}
>>> d[0]
'zero'
>>> d[4]
'four'
>>> d[6](most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in ?: 6
>>> d[:-1](most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in ?: unhashable type

可以看到，从字典（dictionary）中获取数据值的过程几乎与从任何容器类型中获取数据完全一样。在容器名后面的方括号中放上键值。当然，字典（dictionary）可以具有非数字的键值，如果您以前没有使用过这种数据类型，那么适应这一点需要些时间。因为在字典（dictionary）中次序是不重要的（dictionary 中数据的次序是任意的），所以可以对其他容器数据类型使用的片段功能，对于 字典（dictionary）是不可用的。试图使用片段或者试图从不存在的键访问数据就会抛出异常，指出相关的错误。

Python 中的字典（dictionary）容器也是易变的数据类型，这意味着在创建它之后可以修改它。如清单 5 所示，可以添加新的键到数据值的映射，可以修改现有的映射，还可以删除映射。

清单 5. 修改字典（dictionary）

>>> d = {0: 'zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
>>> d[0]
'zero'
>>> d[0] = 'Zero'
>>> d
{0: 'Zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
>>> d[4] = 'four'
>>> d[5] = 'five'
>>> d
{0: 'Zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: 'five'}
>>> del d[0]
>>> d
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: 'five'}
>>> d[0] = 'zero'
>>> d
{0: 'zero', 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: 'five'}

清单 5 演示了几个重点。首先，修改数据值是很简单的：将新的值分配给适当的键。其次，添加新的键到数据值的映射也很简单：将相关数据分配给新的键值。Python 自动进行所有处理。不需要调用 append 这样的特殊方法。对于 dictionary 容器，次序是不重要的，所以这应该好理解，因为不是在字典（dictionary）后面附加映射，而是将它添加到容器中。最后，删除映射的办法是使用 del 操作符以及应该从容器中删除的键。

在清单 5 中有一个情况看起来有点儿怪，键值是按照数字次序显示的，而且这个次序与插入映射的次序相同。不要误解 —— 情况不总是这样的。Python 字典（dictionary）中映射的次序是任意的，对于不同的 Python 安装可能会有变化，甚至多次使用同一 Python 解释器运行相同代码也会有变化。如果在一个字典（dictionary）中使用不同类型的键和数据值，那么就很容易看出这一点，如清单 6 所示。

清单 6. 异构的容器

>>> d = {0: 'zero', 'one': 1}   
>>> d
{0: 'zero', 'one': 1}
>>> d[0]
'zero'
>>> type(d[0])
<type &#39;str&#39;>
>>> d[&#39;one&#39;]
>>> type(d[&#39;one&#39;])
<type &#39;int&#39;>
>>> d[&#39;two&#39;] = [0, 1, 2] 
>>> d
{0: &#39;zero&#39;, &#39;two&#39;: [0, 1, 2], &#39;one&#39;: 1}
>>> d[3] = (0, 1, 2, 3)
>>> d
{0: &#39;zero&#39;, 3: (0, 1, 2, 3), &#39;two&#39;: [0, 1, 2], &#39;one&#39;: 1}
>>> d[3] = &#39;a tuple&#39;
>>> d
{0: &#39;zero&#39;, 3: &#39;a tuple&#39;, &#39;two&#39;: [0, 1, 2], &#39;one&#39;: 1}

如这个例子所示，可以在一个字典（dictionary）中使用不同数据类型的键和数据值。还可以通过修改字典（dictionary）添加新的类型。最后，产生的 dictionary 的次序并不与插入数据的次序匹配。本质上，字典（dictionary）中元素的次序是由 Python 字典（dictionary）数据类型的实际实现控制的。新的 Python 解释器很容易改变这一次序，所以一定不要依赖于元素在字典（dictionary）中的特定次序。

用字典（dictionary）进行编程

作为正式的 Python 数据类型，字典（dictionary）支持其他较简单数据类型所支持的大多数操作。这些操作包括一般的关系操作符，比如 f539a70d3ea090bac4faa80192f58ccc 和 ==，如清单 7 所示。

清单 7. 一般关系操作符

>>> d1 = {0: 'zero'}
>>> d2 = {'zero':0}
>>> d1 < d2
>>> d2 = d1
>>> d1 < d2
>>> d1 == d2
>>> id(d1)
>>> id(d2)
>>> d2 = d1.copy()
>>> d1 == d2
>>> id(d1)
>>> id(d2)

前面的示例创建两个字典（dictionary）并使用它们测试 < 关系操作符。尽管很少以这种方式比较两个字典（dictionary）；但是如果需要，可以这样做。

然后，这个示例将赋值给变量 d1 的字典（dictionary）赋值给另一个变量 d2。注意，内置的 id() 方法对于 d1 和 d2 返回相同的标识符值，这说明这不是复制操作。要想复制字典（dictionary） ，可以使用 copy() 方法。从这个示例中的最后几行可以看出，副本与原来的字典（dictionary）完全相同，但是容纳这字典（dictionary）的变量具有不同的标识符。

在 Python 程序中使用字典（dictionary）时，很可能希望检查字典（dictionary）中是否包含特定的键或值。如清单 8 所示，这些检查很容易执行。

清单 8. 条件测试和字典（dictionary）

>>> d = {0: 'zero', 3: 'a tuple', 'two': [0, 1, 2], 'one': 1}
>>> d.keys()
[0, 3, 'two', 'one']
>>> if 0 in d.keys():
...   print 'True'
... 
>>> if 'one' in d:
...   print 'True'
... 
>>> if 'four' in d:
...   print 'Dictionary contains four'
... elif 'two' in d:
...   print 'Dictionary contains two'
... contains two

测试字典（dictionary）中键或数据值的成员关系是很简单的。dictionary 容器数据类型提供几个内置方法，包括 keys() 方法和 values() 方法（这里没有演示）。这些方法返回一个列表，其中分别包含进行调用的字典（dictionary）中的键或数据值。

因此，要判断某个值是否是字典（dictionary）中的键，应该使用 in 操作符检查这个值是否在调用 keys() 方法所返回的键值列表中。可以使用相似的操作检查某个值是否在调用 values() 方法所返回的数据值列表中。但是，可以使用字典（dictionary）名作为简写表示法。这是有意义的，因为一般希望知道某个数据值（而不是键值）是否在字典（dictionary）中。

在 “Discover Python, Part 6” 中，您看到了使用 for 循环遍历容器中的元素是多么容易。同样的技术也适用于 Python 字典（dictionary），如清单 9 所示。

清单 9. 迭代和字典（dictionary）

>>> d = {0: 'zero', 3: 'a tuple', 'two': [0, 1, 2], 'one': 1}
>>> for k in d.iterkeys():
...   print d[k]
... tuple
[0, 1, 2]
>>> for v in d.itervalues():
...   print v
... tuple
[0, 1, 2]
>>> for k, v in d.iteritems():
...   print 'd[',k,'] = ',v
... [ 0 ] = zero[ 3 ] = a tuple[ two ] = [0, 1, 2][ one ] = 1

这个示例演示了遍历字典（dictionary）的三种方式：使用从 iterkeys()、itervalues() 或 iteritems() 方法返回的 Python 迭代器。（顺便说一下，可以通过在字典（dictionary）上直接调用适当方法，比如 d.iterkeys()，从而检查这些方法是否返回一个迭代器而不是容器数据类型。）iterkeys() 方法允许遍历字典（dictionary）的键，而 itervalues() 方法允许遍历字典（dictionary）包含的数据值。另一方面，iteritems() 方法允许同时遍历键到数据值的映射。

字典（dictionary）：另一种强大的 Python 容器

本文讨论了 Python 字典（dictionary）数据类型。字典（dictionary）是一种异构的、易变的容器，依赖键到数据值的映射（而不是特定的数字次序）来访问容器中的元素。访问、添加和删除字典（dictionary）中的元素都很简单，而且字典（dictionary）很容易用于复合语句，比如 if 语句或 for 循环。可以在字典（dictionary）中存储所有不同类型的数据，可以按照名称或其他复合键值（比如 tuple）访问这些数据，所以 Python 字典（dictionary）使开发人员能够编写简洁而又强大的编程语句。

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEinführung in den Python-Wörterbuchcontainer. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!