Python Dictionary：數據存儲和檢索的高效利器

在Python語言中，Dictionary是一種非常有用的數據類型，尤其是在數據存儲和檢索方面。Dictionary是一種以鍵值對形式存儲數據的數據結構，它支持快速的檢索和插入、刪除操作。本文將從多個方面對Python Dictionary做詳細的闡述。

一、 Dictionary的基本操作

1）創建Dictionary

dict1 = {'name': 'Bob', 'age': 20, 'gender': 'male'}

2）訪問Dictionary元素

print(dict1['name'])

3）更新Dictionary元素

dict1['age'] = 21

4）刪除Dictionary元素

del dict1['gender']

5）遍歷Dictionary

for key, value in dict1.items():
    print(key, value)

二、 Dictionary的常見應用

1. 計數

可以利用Dictionary進行統計一個序列中各個元素出現的次數。

words = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'banana']
word_count = {}
for word in words:
    if word in word_count:
        word_count[word] += 1
    else:
        word_count[word] = 1
print(word_count)

2. 緩存

Dictionary可以用來存儲經常使用的計算值，以避免重複計算。

cache_dict = {}
def complex_calculation(n):
    if n in cache_dict:
        print("Cache hit!")
        return cache_dict[n]
    else:
        print("Cache miss")
        result = # do some complex calculation
        cache_dict[n] = result
        return result

3. 分組

可以利用Dictionary將一組數據按照指定規則進行分組。

data = [
    {'name': 'Bob', 'age': 20, 'gender': 'male'},
    {'name': 'Alice', 'age': 21, 'gender': 'female'},
    {'name': 'Charlie', 'age': 22, 'gender': 'male'},
    {'name': 'David', 'age': 23, 'gender': 'male'},
    {'name': 'Eve', 'age': 24, 'gender': 'female'}
]
group_dict = {}
for d in data:
    if d['gender'] in group_dict:
        group_dict[d['gender']].append(d)
    else:
        group_dict[d['gender']] = [d]
print(group_dict)

三、 使用Dictionary解決實際問題的例子

1. 統計詞頻

假設有一篇文章，需要計算其中每個單詞出現的次數。

with open('article.txt', 'r') as f:
    words = f.read().split()
word_count = {}
for word in words:
    if word in word_count:
        word_count[word] += 1
    else:
        word_count[word] = 1

2. 統計電影票房

假設有一組電影信息數據，包括電影名稱和票房，需要根據電影名稱將票房進行統計。

movie_data = [
    {'name': 'Avatar', 'box_office': 2784},
    {'name': 'Titanic', 'box_office': 2187},
    {'name': 'Star Wars: The Force Awakens', 'box_office': 2068},
    {'name': 'Avengers: Endgame', 'box_office': 2797},
    {'name': 'Avatar', 'box_office': 2746},
    {'name': 'The Lion King', 'box_office': 1657},
    {'name': 'The Avengers', 'box_office': 1519}
]
box_office_dict = {}
for movie in movie_data:
    if movie['name'] in box_office_dict:
        box_office_dict[movie['name']] += movie['box_office']
    else:
        box_office_dict[movie['name']] = movie['box_office']

3. 基於Dictionary實現用戶系統

假設需要實現一個簡單的用戶系統，包括註冊、登錄和退出登錄等功能。

users = {}

def register():
    username = input("請輸入用戶名：")
    password = input("請輸入密碼：")
    if username in users:
        print("該用戶名已被註冊")
    else:
        users[username] = password
        print("註冊成功")

def login():
    username = input("請輸入用戶名：")
    password = input("請輸入密碼：")
    if username in users and users[username] == password:
        print("登錄成功")
    else:
        print("用戶名或密碼錯誤")

def logout():
    print("退出登錄")

while True:
    choice = input("請選擇操作：1. 註冊，2. 登錄，3. 退出登錄")
    if choice == '1':
        register()
    elif choice == '2':
        login()
    elif choice == '3':
        logout()
        break