【Python】什么是字典（Dictionary）？

什么是字典（Dictionary）？

字典（Dictionary）是 Python 中一种 可变（mutable）的数据结构，用于存储键值对（key-value pairs）。字典通过 键（key）来快速查找 值（value）。与列表或元组不同，字典是通过键来访问值，而不是通过索引。

字典在很多编程语言中都有类似的数据结构（比如哈希表、关联数组等）。

字典的特点：

• 无序：字典中的元素是无序的（直到 Python 3.7，字典元素是按插入顺序存储的，但这不是字典的核心特性）。你不能像列表一样通过索引访问字典中的元素。
• 键值对：字典中的每个元素是一个键值对，即每个键对应一个值。
• 唯一键：字典中的键是唯一的，不能重复。如果使用相同的键赋值，原有的值会被新值覆盖。
• 可变：字典是可变的，可以添加、删除或更新键值对。

创建字典

字典可以通过花括号 {} 来创建，键和值之间用冒号 : 分隔，多个键值对之间用逗号 , 分隔。

示例：

# 创建一个字典
my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}# 创建一个空字典
empty_dict = {}# 创建一个包含不同数据类型的字典
person = {"name": "Bob", "age": 30, "is_student": False, "courses": ["Math", "Science"]}

访问字典的元素

可以通过字典的 键 来访问对应的值。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}# 通过键访问值
print(my_dict["name"])  # 输出 Alice
print(my_dict["age"])   # 输出 25

常见的字典操作

添加/更新键值对： 如果键已存在，值会被更新；如果键不存在，则会添加新的键值对。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}# 添加新的键值对
my_dict["city"] = "New York"# 更新已有的键值对
my_dict["age"] = 26print(my_dict)  # 输出 {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York'}

删除键值对： 使用 del 关键字或 pop() 方法删除键值对。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}# 使用 del 删除键值对
del my_dict["city"]# 使用 pop() 删除键值对
age = my_dict.pop("age")  # 删除并返回键 "age" 对应的值print(my_dict)  # 输出 {'name': 'Alice'}
print(age)      # 输出 25

查看所有的键、值和键值对：

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}print(my_dict.keys())    # 输出 dict_keys(['name', 'age', 'city'])
print(my_dict.values())  # 输出 dict_values(['Alice', 25, 'New York'])
print(my_dict.items())   # 输出 dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 25), ('city', 'New York')])

• keys()：返回字典中所有的键。
• values()：返回字典中所有的值。
• items()：返回字典中所有的键值对。

字典的查找操作：

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}# 使用 get() 方法查找键值对
print(my_dict.get("name"))      # 输出 Alice
print(my_dict.get("city", "Unknown"))  # 输出 Unknown（因为 "city" 不在字典中）

• get()：通过键查找对应的值。如果键不存在，可以设置一个默认值。

字典的清空： 使用 clear() 方法可以清空字典中的所有元素。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
my_dict.clear()
print(my_dict)  # 输出 {}

字典的长度： 使用 len() 函数获取字典中的键值对个数。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25}
print(len(my_dict))  # 输出 2

字典的应用场景

• 存储和查找：字典常用于需要通过唯一标识符（键）快速查找值的场景，例如通过学生 ID 查找学生信息，或者存储配置信息。
• 数据映射：字典非常适合存储映射关系，比如把国家名称映射到其首都，或把用户名映射到用户的个人资料。
• JSON 数据：字典的结构与 JSON 格式非常相似，Python 中的字典通常用于表示从 JSON 格式转换来的数据。

字典的优缺点

优点：

• 查找速度快：字典使用哈希表实现，查询操作通常具有常数时间复杂度 O(1)，比列表等其他数据结构要高效。
• 灵活性高：字典的键可以是任何不可变类型（如字符串、数字、元组），而值可以是任意类型的数据。

缺点：

• 无序：字典中的元素是无序的，虽然 Python 3.7+ 中保持了插入顺序，但不能像列表一样按顺序访问元素。
• 占用内存较大：字典相比列表会占用更多的内存，因为它需要维护哈希表。

总结：

字典是一个非常强大且灵活的数据结构，它以 键值对 的形式存储数据，通过 键 来访问对应的 值。在需要通过唯一标识符快速查找数据的场景中，字典是非常合适的选择。