【Python 字典(Dictionary)】

Python 中的字典（Dictionary）是最强大的键值对（key-value）数据结构，用于高效存储和访问数据。以下是字典的核心知识点：

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一、基础特性

1. 键值对存储：通过唯一键（Key）快速访问值（Value）
2. 可变性：支持增删改查操作
3. 无序性（Python 3.7+ 默认有序）：元素无固定顺序，但插入顺序被保留
4. 键的唯一性：键必须唯一且不可变（int/str/tuple 等）

   person = {"name": "Alice","age": 30,"hobbies": ["reading", "coding"]
   }
   

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二、创建字典

1. 直接定义

empty_dict = {}          # 空字典
student = {"id": 101, "name": "Bob"}

2. 类型转换

dict(name="Charlie", age=25)  # → {'name': 'Charlie', 'age': 25}
dict([("a", 1), ("b", 2)])    # → {'a': 1, 'b': 2}

3. 字典推导式

squares = {x: x**2 for x in range(5)}  # → {0:0, 1:1, 2:4, 3:9, 4:16}

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三、常用操作

1. 访问元素

person = {"name": "Alice", "age": 30}
print(person["name"])    # → "Alice"（直接访问）
print(person.get("age")) # → 30（安全访问）
print(person.get("job", "N/A"))  # → "N/A"（默认值）

2. 增删改操作

# 增/改
person["city"] = "New York"  # 添加新键值对
person["age"] = 31           # 修改现有值# 删
del person["city"]           # 删除指定键
popped = person.pop("age")   # 删除并返回值 → 31
person.clear()               # 清空字典 → {}

3. 遍历字典

for key in person:          # 遍历键print(key)for value in person.values():  # 遍历值print(value)for key, value in person.items():  # 遍历键值对print(f"{key} → {value}")

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四、字典方法

方法	作用	示例
keys()	返回所有键的视图对象	list(d.keys())
values()	返回所有值的视图对象	list(d.values())
items()	返回键值对元组的视图对象	list(d.items())
get(key, default)	安全获取值	d.get("age", 0)
update(other)	合并字典	d.update({"city": "NY"})
pop(key)	删除并返回指定键的值	d.pop("age")
popitem()	删除并返回最后一个键值对	d.popitem()
setdefault(key)	获取值，不存在则设置默认值	d.setdefault("country", "US")

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五、高级用法

1. 合并字典

# Python 3.9+
dict1 = {"a": 1, "b": 2}
dict2 = {"b": 3, "c": 4}
merged = dict1 | dict2  # → {'a':1, 'b':3, 'c':4}# 通用方式
merged = {**dict1, **dict2}

2. 默认字典（defaultdict）

from collections import defaultdictcounts = defaultdict(int)  # 默认值为0
counts["apple"] += 1       # 自动初始化键

3. 有序字典（OrderedDict）

from collections import OrderedDictordered = OrderedDict()
ordered["a"] = 1
ordered["b"] = 2  # 保持插入顺序

4. 嵌套字典

students = {"101": {"name": "Alice", "scores": [90, 85]},"102": {"name": "Bob", "scores": [78, 92]}
}

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六、应用场景

1. 配置管理：

   config = {"db_host": "localhost","db_port": 3306,"debug_mode": True
   }
   

2. 计数器：

   from collections import defaultdictword_counts = defaultdict(int)
   for word in ["apple", "banana", "apple"]:word_counts[word] += 1
   

3. 缓存系统：

   cache = {}
   def get_data(key):if key not in cache:cache[key] = fetch_from_db(key)  # 模拟数据库查询return cache[key]
   

4. 数据转换：

   # 列表转字典
   users = [("id1", "Alice"), ("id2", "Bob")]
   user_dict = dict(users)  # → {"id1": "Alice", "id2": "Bob"}
   

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七、性能优化

1. 键的哈希值：

   • 优先使用不可变类型（如 int/str/tuple）作为键
   • 避免使用可变类型（如 list/dict）作为键

2. 内存效率：

   # 小整数键优化
   d = {i: None for i in range(1000)}  # 内存占用更小
   

3. 快速查找：

   • 字典的查找时间复杂度为 O(1)，远快于列表的 O(n)

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八、常见陷阱

1. 可变默认参数：

   def bad_init(data={}):  # 危险！默认参数共享data["count"] = data.get("count", 0) + 1return data# 正确做法
   def good_init(data=None):if data is None:data = {}data["count"] = data.get("count", 0) + 1return data
   

2. 键的哈希冲突：

   • 自定义对象作为键时需实现 __hash__() 和 __eq__()

3. 视图对象特性：

   d = {"a": 1, "b": 2}
   keys = d.keys()  # 视图对象（动态反映字典变化）
   d["c"] = 3
   print(keys)      # → dict_keys(['a', 'b', 'c'])
   

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通过合理使用字典，可以高效处理从简单键值存储到复杂数据映射的各种场景。实际应用中需注意键的选择和性能优化，并根据需求选择标准字典或专用扩展类（如 defaultdict/OrderedDict）。