Python字典：高效存儲、查詢和操作數據的利器

一、字典是什麼以及如何創建

Python字典是一種可變、無序的數據類型，它由鍵值對構成，每個鍵值對之間用逗號分隔，整個字典被花括號{}包括。鍵必須是唯一的，且不可變對象，如字符串，數字或元組。值則可以是任意對象。

  # 創建一個空字典
  dict1 = {}

  # 創建一個有初始值的字典
  dict2 = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3}

  # 使用dict()函數創建字典
  dict3 = dict([('apple', 1), ('banana', 2), ('orange', 3)])

  # 使用字典推導式創建字典
  dict4 = {x: x**2 for x in (2, 4, 6)}

  # 輸出字典
  print(dict1)
  print(dict2)
  print(dict3)
  print(dict4)

二、字典的查詢和修改

字典中的鍵值對可以通過鍵來查詢或修改。

  # 查詢字典中的值
  dict = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3}
  print(dict['apple'])    # 輸出1

  # 修改字典中的值
  dict['banana'] = 5
  print(dict)             # 輸出{'apple': 1, 'banana': 5, 'orange': 3}

三、字典的刪除和清空

可以使用del語句刪除字典中的鍵值對，也可以使用clear()方法清空整個字典。

  # 刪除字典中的鍵值對
  dict = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3}
  del dict['apple']
  print(dict)           # 輸出{'banana': 2, 'orange': 3}

  # 清空整個字典
  dict.clear()
  print(dict)           # 輸出{}

四、字典的遍歷

使用for循環可以遍歷字典中的鍵值對，也可以使用keys()方法、values()方法和items()方法分別遍歷鍵、值和鍵值對。

  # 遍歷字典中的鍵值對
  dict = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3}
  for key, value in dict.items():
      print(key, value)

  # 遍歷字典中的鍵
  for key in dict.keys():
      print(key)

  # 遍歷字典中的值
  for value in dict.values():
      print(value)

五、字典的複製

使用copy()方法可以複製一個字典，分為淺複製和深複製。

  # 淺複製
  dict1 = {'apple': 1, 'banana': [2, 3, 4], 'orange': 5}
  dict2 = dict1.copy()
  dict2['banana'].append(6)
  print(dict1)           # 輸出{'apple': 1, 'banana': [2, 3, 4, 6], 'orange': 5}
  print(dict2)           # 輸出{'apple': 1, 'banana': [2, 3, 4, 6], 'orange': 5}

  # 深複製
  import copy
  dict1 = {'apple': 1, 'banana': [2, 3, 4], 'orange': 5}
  dict2 = copy.deepcopy(dict1)
  dict2['banana'].append(6)
  print(dict1)           # 輸出{'apple': 1, 'banana': [2, 3, 4], 'orange': 5}
  print(dict2)           # 輸出{'apple': 1, 'banana': [2, 3, 4, 6], 'orange': 5}

六、字典的常用方法

Python字典還提供了一些常用方法，如get()方法、setdefault()方法、pop()方法、popitem()方法等。

  # get()方法：根據鍵獲取值，如果不存在則返回默認值
  dict = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3}
  print(dict.get('apple'))              # 輸出1
  print(dict.get('watermelon', 0))      # 輸出0

  # setdefault()方法：根據鍵獲取值，如果不存在則設置默認值
  dict.setdefault('watermelon', 4)
  print(dict)                           # 輸出{'apple': 1, 'banana': 2, 'orange': 3, 'watermelon': 4}

  # pop()方法：根據鍵刪除值，並返回該值
  value = dict.pop('banana')
  print(value)                          # 輸出2
  print(dict)                           # 輸出{'apple': 1, 'orange': 3, 'watermelon': 4}

  # popitem()方法：隨機刪除並返回一個鍵值對
  item = dict.popitem()
  print(item)                           # 輸出('watermelon', 4)
  print(dict)                           # 輸出{'apple': 1, 'orange': 3}

七、字典的應用

Python字典在實際應用中非常廣泛，可以用於存儲任何類型的數據，如學生信息、網站用戶信息、郵件列表等。

  # 學生信息管理系統
  students = {'1001': {'name': 'Tom', 'age': 18, 'gender': 'male'},
              '1002': {'name': 'Lucy', 'age': 19, 'gender': 'female'},
              '1003': {'name': 'Jack', 'age': 20, 'gender': 'male'}}
  print(students['1001']['name'])       # 輸出Tom

八、總結

Python字典是一種非常強大的數據類型，它能夠高效存儲、查詢和操作數據，可以用於解決眾多實際問題。在使用字典時，我們需要注意其鍵必須是唯一的、不可變的，而值則可以是任何對象。同時，字典提供了豐富的方法和操作，如遍歷、刪除、複製、查詢等。我們需要根據實際需求靈活運用這些功能，以提高代碼的效率和可讀性。