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文档简介
第五章字典和集合
学习任务1.掌握字典的基本操作。2.掌握字典推导式生成字典的方法。3.掌握集合的基本操作。4.掌握如何创建集合,如何向集合中添加和删除元素。5.1字典除了列表以外,字典也许是Python之中最灵活常用的内置数据结构类型。如果把列表看做是有序的元素集合,那么就可以把字典当成是无序的集合。它们主要的差别在于:字典当中的元素是通过键来存取的,而不是通过偏移存取。字典中,习惯将各元素对应的索引称为键(key),各个键对应的元素称为值(value),键及其关联的值称为“键值对”。5.1字典1.字典是通过键而不是索引来读取,它是通过键将一系列的值对应起来的,这样就可以通过键从字典中获取指定项,但不能通过索引来获取;2.字典是无序的,列表、元组将索引值0对应的元素称为第一个元素,而字典中的元素是无序的;3.字典是可变的,字典中可以添加或者删除键值对;4.字典中的键是唯一的,不允许一个键出现两次;5.字典的键为任意不可变的数据,字典的键可以使用数字、字符串或者元组,但是不能使用列表。5.1.1字典的创建和删除字典是一种可变序列,它可以用来存储任意类型对象。字典的每个键值对的键和值之间用冒号(:)分割,每个键值对之间用逗号(,)分隔,整个字典包括在花括号{}中,格式如下所示:dictionary={key1:value1,key2:value2,...,keyn:valuen}dictionary:表示创建的字典的名称;key1,key2,...,keyn:表示元素的键,字典的键是唯一的,如果重复最后的一个键值对会替换前面的,值不需要唯一;value1,value2,...,valuen:表示元素的值,值可以取任何数据类型,但键必须是不可变的,如字符串,数字或元组。5.1.1字典的创建和删除下面看一个创建字典的例子。5.1.1字典的创建和删除同列表和元组一样,我们可以创建空字典。如果如果花括号中没有键值对,那么会创建一个空字典,如下面的例子所示。5.1.1字典的创建和删除我们还可以通过向dict()函数中传递键值对创建字典,其语法如下所示。dictionary=dict(key1=value1,key2=value2,...,keyn=valuen)dictionary:表示创建的字典的名称;key1,key2,...,keyn:表示元素的键,字典的键是唯一的,如果重复最后的一个键值对会替换前面的,值不需要唯一;value1,value2,...,valuen:表示元素的值,值可以取任何数据类型,但键必须是不可变的,如字符串,数字或元组。5.1.1字典的创建和删除通过将课程名和分数通过“键-值对”的形式创建一个字典,如下面的例子所示:5.1.1字典的创建和删除直接调用内置的dict()函数,并且不传入参数,同样也可以创建一个空字典,如下面的例子所示。5.1.1字典的创建和删除在Python中,我们还可以通过dict的fromkeys()方法创建值为空的字典,语法如下所示:dictionary=dict.fromkeys(list1)dictionary:表示创建的字典的名称;list1:一个列表,包含了创建的字典中的键;5.1.1字典的创建和删除另外,我们还可以将已存在的元组和列表创建为字典,例如下面的例子中,我们将包含课程名的元组作为键,将包含分数的列表作为值,创建了一个字典。5.1.1字典的创建和删除同列表和元组一样,如果一个字典不再使用,可以使用del命令删除,如下面的例子所示。5.1.1字典的创建和删除如果只是想清空字典的所有元素,可以调用字典对象的clear()方法,执行clear()方法后,原字典将会变成空字典,如下面的例子所示。5.1.2访问字典在Python中可以通过print()函数将字典中所有元素的值打印出来。如下面的例子所示。5.1.2访问字典因为字典中的键是唯一的,所以可以通过键获取对应的值。在Python中,我们访问字典更多的是通过指定键获取对应的值,可以通过将相应的键放入方括号访问字典里键的值,如下实例。5.1.2访问字典注意如果用字典里没有的键访问数据,会引发KeyError异常,如下面的例子所示,访问字典scores中不存在的键'MySQL数据库技术':5.1.2访问字典如下面的例子所示,获取字典不存在的键的值时,会返回默认值。5.1.2访问字典在访问字典元素时我们还可以先使用Python中的成员运算符in与notin检测某个键是否存在,再根据检测结果执行不同的代码。例如:5.1.3遍历字典在Python中,字典是以键值对的形式存储数据的,编写程序时,有时需要对字典中的键值对进行遍历,遍历字典通常有3种方法。第1种遍历字典的方法,是利用字典自身的items()方法遍历,这个方法返回一个序列,序列中保存有字典的所有的键值对,如下面例子所示。5.1.3遍历字典如果要获取字典中的每一个键和值,可以使用下面的代码进行遍历。5.1.3遍历字典第2种遍历字典的方法,是利用字典自身的keys()方法遍历,这个方法返回一个序列,序列中包含字典中所有的键,通过键就可以访问相应的值,如下面例子所示。5.1.3遍历字典第3种遍历字典的方法,是利用字典自身的values()方法遍历,这个方法返回一个序列,序列中包含字典中所有的值,如下面例子所示:5.1.4添加、修改和删除字典元素1.添加字典元素使用[]操作符添加字典元素,这种方法是通过字典的key给字典添加元素,如果字典里已存在该key的值,则会覆盖这个key的值,这也相当于修改了字典的元素,如果不存在,则会添加新的键值对,如以下例子所示:5.1.4添加、修改和删除字典元素5.1.4添加、修改和删除字典元素可以使用字典的update()方法将新字典中所有的键值对加到旧字典的对象上。如果key有重复,则直接覆盖。如以下例子所示:5.1.4添加、修改和删除字典元素3.删除字典元素可以使用del命令删除字典中的某个元素,使用clear()清空字典中的元素,如下例子所示:5.1.5字典推导式Python中,和列表、元组类似,字典也可以使用字典推导式来快速地生成一个字典,它的表现形式和列表推导式类似,只不过将列表推导式中的中括号[]改为大括号{},并且在指定表达式时,要采用键值对的形式,其语法如下。dictionary=dict(key1=value1,key2=value2,...,keyn=valuen)dictionary:表示生成的字典名称;key:表达式,用于计算生成的字典的键;value:表达式,用于计算生成的字典的值;var:循环遍历;range:采用range()函数生成的range对象。5.1.5字典推导式我们通过字典推导式生成一个包含6个随机整数的字典,如以下例子所示:5.2集合Python中的集合,和数学中的集合概念一样,用来保存不重复的元素,即集合中的元素都是唯一的,互不相同。从形式上看,和字典类似,Python集合会将所有元素放在一对大括号{}中,相邻元素之间用“,”分隔,语法格式为:{element1,element2,...,elementn}其中,elementn表示集合中的元素,个数没有限制。从内容上看,同一集合中,只能存储不可变的数据类型,包括整形、浮点型、字符串、元组,无法存储列表、字典、集合这些可变的数据类型,否则Python解释器会抛出TypeError错误。5.2.1创建集合Python提供了2种创建set集合的方法,一种是使用{}创建,另外一种是使用set()函数将列表、元组等类型数据转换为集合。1.使用{}创建在Python中,创建set集合可以像列表、元组和字典一样,直接将集合赋值给变量,从而实现创建集合的目的,其语法格式如下:setname={element1,element2,...,elementn}其中,setname表示集合的名称,起名时既要符合Python命名规范,也要避免与Python内置函数重名。5.2.1创建集合5.2.1创建集合2.使用set()函数创建set()函数为Python的内置函数,其功能是将字符串、列表、元组、range对象等可迭代对象转换成集合。该函数的语法格式如下:setname=set(iteration)其中,iteration就表示字符串、列表、元组、range对象等数据。5.2.1创建集合5.2.1创建集合需要注意的是,Python中创建空集合,只能使用set()定义,而不能使用一对花括号“{}”定义,这是因为在Python中,“{}”用于定义空字典,如下面例子所示:5.2.2向集合中添加和删除元素1.向集合中添加元素向集合中添加元素,可以使用set类型提供的add()方法实现,该方法的语法格式为:setname.add(element)其中,setname表示要添加元素的集合,element表示要添加的元素内容。需要注意的是,使用add()方法添加的元素,只能是数字、字符串、元组或者布尔类型(True和False)值,不能添加列表、字典、集合等可变类型的数据,否则Python解释器会报TypeError错误。5.2.2向集合中添加和删除元素5.2.2向集合中添加和删除元素删除现有set集合中的指定元素,可以使用remove()方法,该方法的语法格式如下:setname.remove(element)其中,setname表示要删除元素的集合,element表示要删除的元素。5.2.2向集合中添加和删除元素5.2.2向集合中添加和删除元素需要注意的是,使用此方法删除集合中元素,如果被删除元素本就不包含在集合中,则此方法会抛出KeyError错误,例如:5.2.2向集合中添加和删除元素在Python中,还可以使用集合的pop()方法删除一个元素,另外可以使用集合的clear()方法清空集合(即删除集合中的所有元素,使其变成一个空集合),还可以使用del命令删除整个集合。5.2.2向集合中添加和删除元素5.2.3集合的交集、并集和差集运算集合最常做的操作就是进行交集、并集、差集运算,首先介绍一下这些运算的概念。5.2.3集合的交集、并集和差集运算图中,有2个集合,分别为set1={1,2,3}和set2={3,4,5},它们既有相同的元素,也有不同的元素。以这两个集合为例,分别做不同运算的结果如表所示。5.2.3集合的交集、并集和差集运算下面通过一个例子演示下集合交集、并集、差集运算的使用。小结本章首先介绍了Python中的字典,字典和列表比较类似,区别在于字典中存储的元素是键值对,并且对字典的常用操作进行了介绍。然后介绍了Python中的集合,由于集合中的元素都是唯一的,因此集合的用途之一是去重,并且对集合的常用操作、交集、并集以及差集运算进行了介绍。到目前为止,我们已经对常用的序列类型进行了介绍,在实际开发中,可以根据实际需求灵活运用。实训任务实训要求请编写一个程序
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