python基础篇(八)——Python数据结构之字典(上)

2022-03-10 02:41:21

前言

前两篇文章给大家介绍了Python中if语句的使用。主要包括if语句中的条件测试和if语句的各种使用情况，并且还介绍了用if语句处理列表，最后各个部分通过各个案例加以说明，方便读者更好的理解相应的知识点。本文给大家介绍Python中独有的一种数据结构——字典。首先我们通过一个简单的案例了解字典的含义。

一、一个简单的字典

我们来看一个游戏，其中包含一些外星人，这些外星人的颜色和点数各不相同。下面是一个简单的字典，存储了有关特定外星人的信息，具体实现如下：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0['color'])
print(alien_0['points'])

字典alien_0存储了外星人的颜色和点数。使用两条print语句来访问并打印这些信息，具体执行结果如下图所示：

与大多数编程概念一样，要熟练使用字典，也需要一段时间的练习。使用字典一段时间之后，我们就会明白为何它们能够高效地模拟现实世界中的情形。

二、使用字典

在Python中，字典是一系列键—值对。每个键都与一个值相关联，我们可以使用键来访问与之相关联的值。与键相关联的值可以是数字、字符串、列表乃至字典。事实上，可以将任何Python对象作为字典中的值。
在Python中，字典用放在花括号{}中的一系列键—值对表示，如前面的示例所示：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}

键—值对是两个相关联的值。指定键时，Python将返回与之相关联的值。键和值之间用冒号分割，而键—值对之间用逗号分割。在字典中，我们想存储多少键—值对都可以。
最简单的字典只有一个键—值对，如下述修改后的字典alien_0所示：

alien_0 = {'color': 'green'}

这个字典只存储了一项有关alien_0的信息，具体地说是这个外星人的颜色。在这个字典中，字符串color是一个键，与之相关联的值为green。

1、访问字典中的值

要想获取与键相关联的值，可依次指定字典名和放在方括号内的键，具体实现如下：

alien_0 = {'color': 'green'}
print(alien_0['color'])

这将返回字典alien_0中与color相关联的值，具体执行结果如下：

字段中分可以包含任意数量的键值对。例如：下面是最初的字典alien_0，其中包含两个键值对：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}

现在，我们可以访问外星人alien_0的颜色和点数。如果玩家射杀了这个外星人，我们就可以使用下面的代码来确定玩家应获得多少个点，具体实现如下：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
new_points = alien_0['points']
print("You just earned " + str(new_points) + " points!")

上述代码首先定义了一个字典，然后从这个字典中获取与键points相关联的值，并将这个值存储在变量new_points中，接下来，将这个整数转换为字符串，并打印一条信息，制定出玩家获得了多少个点；具体执行的结果如下图所示：

如果我们在由外星人被射杀时均可以运行这段代码，就会获取该外星人的点数。

2、添加键—值对

字典是一种动态的数据结构，可随时在其中添加键值对，这与我们之前介绍的元组形成鲜明的对比。要添加键值对，可依次指定字典名、用方括号括起来的键和相关联的值。
下面在字典alien_0中添加两项信息：外星人的x坐标和y坐标，让我们能够在屏幕的特定位置显示该外星人。我们将这个外星人放在屏幕左边缘，且离屏幕上边缘25像素的地方。由于屏幕坐标系的原点通常在左上角，因此要将该外星人放在屏幕的左边缘，可将x坐标的位置设置为0；要将该外星人放在离屏幕顶部25像素的地方，可将y坐标设置为25，具体实现如下：

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
alien_0['x_position'] = 0
alien_0['y_position'] = 25
print(alien_0)

我们首先定义了前面一直在使用的字典，然后打印出这个字典，已显示其信息的快照。另外，我们在这个字典中新增了一个键值对，其中的键值为x_position，而值为0，接着又添加了另一个键值对，而使用的键为y_position。打印修改后的字典时，我们将看到两个新增的键值对，具体实现结果如下：

这个字符的最终版本包含四个键值对，其中原来的两个指定外星人的颜色和点数，而新增的两个指定位置。这里需要我们注意的是：键值对的排列顺序与添加顺序不同。 Python不关心键值对的添加顺序，而只关心键和值之间的关联关系。

3、先创建一个空字典

有时候，在空字典中添加键值对是为了方便，而有时候必须这样做。为此，可先使用一对空的花括号定义一个字典，再分行添加各个键值对。例如，下面演示了如何对以这种方式创建字典alien_0，具体如下：

alien_0 = {}
alien_0['color'] = 'green'
alien_0['points'] = 5
print(alien_0)

这里首先定义了空字典alien_0，再在其中添加颜色和点数，得到与开始案例一样的效果，具体执行结果如下：

使用字典来存储用户提供的数据或在编写能自动生成大量键值对的代码时，通常都需要先定义一个空字典。

4、修改字典中的值

要修改字典中的值，可依次指定字典名、用方括号括起的键以及与该键相关联的新值。例如：假设随着游戏的进行，需要将一个外星人从绿色改为橙色：

alien_0 = {'color': 'green'}
print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")
alien_0['color'] = 'pink'
print("The alien is now " + alien_0['color'] + ".")

我们首先定义了一个表示外星人alien_0的字典，其中只包含这个外星人的颜色。接下来，我们将与键color相关联的键值改为pink。输出结果表名：这个外星人确实从绿色变成了橙色，具体执行结果如下：

来看一个更有趣的例子：对一个能够以不同速度移动的外星人的位置进行跟踪。为此，我们将存储该外星人的当前速度，并据此确定该外星人将向右移动多远，具体实现如下：

alien_0 = {'x_position' : 0, 'y_position' : 25, 'speed' : 'medium'}
print("Original x-position: " + str(alien_0['x_position']))
if alien_0['speed'] == 'slow':
    x_increment = 1
elif alien_0['speed'] == 'medium':
    x_increment = 2
else:
    x_increment = 3
alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
print("New x-position: " + str(alien_0['x_position']))

我们首先定义了一个外星人，其中包含初始的x坐标和y坐标还有速度medium。出于简化考虑，我们省略了颜色和点数，但即使包含这些键值对，这个示例的工作原理也不会有任何变化。我们还打印了x_position的初始值，旨在让用户知道这个外星人向右移动了多远。另外，我们还用了一个if-elif-else结构来确定外星人应向右移动多远，并将这个值保存在变量中x_increment中。如果外星人的速度为slow，它将向右移动一个单位；如果速度为medium，将向右移动一个单位；如果速度为medium，将向右移动两个单位；如果为fast，将向右移动三个单位。确定移动量后，将其与x_prosition的当前值相加，再将结果关联到字典中的键x_position。
由于这是一个速度中等的外星人，因此其位置将向右移动两个单位；具体的执行结果如下：

这种技术很棒：通过修改外星人字典中的值，可改变外星人的行为。例如：要将这个速度中等的外星人变成速度很快的外星人，我们可以添加下面的代码行：

alien_0['speed'] = 'fast'

这样，再次运行这些代码时，其中的if-elif-else结构将把一个更大的值赋给变量x_increment。

5、删除键—值对

对于字典中不在需要的信息，可使用del语句将相应的键—值对彻底删除。使用del语句时，必须指定字典名和要删除的键。
例如，下面的代码从字典alien_0中删除键points及其值：

alien_0 = {'color': 'green', 'points':5}
print(alien_0)
del alien_0['points']
print(alien_0)

我们使用del关键字让Python将points从字典alien_0中删除，同时删除与这个键相关的值。输出表明，键points及其值5已从字典中删除，但其他键—值对未受影响，具体执行结果如下：

这里需要我们注意的是：删除的键值对将永远消失了。

6、由类似对象组成的字典

在前面的示例中，字典存储的是一个对象(游戏中的一个外星人)的多种信息，但你也可以使用字典来存储众多对象的同一种信息。例如：假设你要调查很多人，询问他们最喜欢的编程语言，可使用一个字典来存储这种简单调查结果，具体如下所示：

favorite_language = {
    'jen':'python',
    'sarah': 'c',
    'edward':'ruby',
    'phil':'python',
}

正如我们看到的，我们将一个较大的字典放在了多行中。其中每个键都是一个被调查的名字，而每个值都是被调查者喜欢的语言。确定需要使用多行来定义字典时，在输入花括号后按回车键，在将下一行缩进四个空格，指定第一个键值对，并在它后面加上一个逗号。此后我们再次按回车键时，文本编辑器将自动缩进后键值对，且缩进量与第一个键值对相同。
定义好字典后，在最后一个键值对的下一行添加一个右花括号，并缩进四个空格，使其与字典中的键值对齐。另外一种不错的做法是在最后一个键值对后面也加上逗号，为以后的在下一行添加键值对做好准备。
对于较长的列表和字典，大多数编辑器都有以类似方法设置其格式功能。对于较长的字典，还有其他一些可行的格式设置其格式的功能。对于较长的字典，还有其他一些可行的格式设置方式，因此在我们编辑器或其他源代码中，我们可能会看到稍微不同的格式设置方式。
我们给定被调查者的名字，可使用这个字典轻松地获悉我们喜欢的语言。

favorite_language = {
    'jen':'python',
    'sarah': 'c',
    'edward':'ruby',
    'phil':'python',
}
print("Sarah's favorite language is " + favorite_language['sarah'].title() + '.')
print (favorite_language['sarah'])

在print语句中，我们使用了这种语法；输出指出了Sarah喜欢的语言，具体执行的结果如下：

这个示例演示了如何将较长的print语句分成多行。单词print比大多数字典名都短，因此让输出的第一部分紧跟在左括号后面是合理的。请选择在合适的地方拆分要打印的内容，并且在第一行末尾加上一个拼接运算符(+)。按回车键进入print语句的后续各行，并且使用Tab键将他们对齐并缩进一级。指定要打印的所有内容后，在print语句的最后一行末尾加上右括号。

总结

前两篇文章给大家介绍了Python中if语句的使用。主要包括if语句中的条件测试和if语句的各种使用情况，并且还介绍了用if语句处理列表，最后各个部分通过各个案例加以说明，方便读者更好的理解相应的知识点。本文给大家介绍Python中的另一个数据结构——字典，包括字典的使用。Python是一门注重实际操作的语言，它是众多编程语言中最简单，也是最好入门的。当你把这门语言学会了，再去学习java、go以及C语言就比较简单了。当然，Python也是一门热门语言，对于人工智能的实现有着很大的帮助，因此，值得大家花时间去学习。生命不息，奋斗不止，我们每天努力，好好学习，不断提高自己的能力，相信自己一定会学有所获。加油！！！

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