Python字典：簡單高效的數據存儲與查詢

一、什麼是字典

Python中的字典是一種無序的可變集合，其中的元素以鍵值對的形式存儲。在字典中，鍵和值都可以是任意的Python對象。字典的鍵必須是不可變對象（如字符串、數字或元組），值可以是任何對象。Python中的字典類似於Java中的Map、C++中的std::map等數據結構。

字典的主要優點是：能夠快速地根據鍵找到相應的值，比使用循環和列表等方式要更加高效。因此，在需要大量類似查找操作的程序中，使用字典通常是最好的選擇。

二、如何創建字典

在Python中創建字典可以使用花括號{}或者內置函數dict()。以下是創建字典的示例代碼：

{
    "name": "Alice",
    "age": 30,
    "city": "New York"
}
# 或者使用dict()函數
person = dict(name="Bob", age=25, city="London")

在上面的代碼中，我們分別使用了花括號和dict()函數來創建字典對象，其中鍵值對以英文冒號:分隔，不同鍵值對之間以英文逗號,分隔。

三、如何訪問和修改字典

與列表和元組類似，我們可以使用方括號與鍵相連來訪問字典中的元素。以下是字典的訪問和修改示例代碼：

# 訪問字典中的元素
person = {"name": "Alice", "age": 30}
print(person["name"])   # 輸出：Alice

# 修改字典中的元素
person = {"name": "Alice", "age": 30}
person["name"] = "Bob"
print(person)   # 輸出：{"name": "Bob", "age": 30}

在上面的代碼中，我們首先定義了一個person字典對象，然後使用方括號訪問了其中的一個元素，最後將其中的一個元素進行了修改。

四、字典的常用操作

四.1 字典的長度

我們可以使用len()函數來獲取字典中的元素數量。以下是一個示例代碼：

person = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}
print(len(person))  # 輸出：3

四.2 字典的添加和刪除

我們可以使用方括號來添加或刪除字典中的元素。以下是一個示例代碼：

# 添加鍵值對
person = {"name": "Alice", "age": 30}
person["city"] = "New York"   # 添加一個鍵值對
print(person)   # 輸出：{"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}

# 刪除鍵值對
person = {"name": "Alice", "age": 30}
del person["age"]
print(person)   # 輸出：{"name": "Alice"}

四.3 字典的遍歷

字典可以使用for循環遍歷，以下是一個示例代碼：

person = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}
for key in person:
    print(key, ":", person[key])    # 輸出每個鍵值對

上面的代碼中，我們使用for循環遍歷person字典中的每個鍵值對，並使用鍵與方括號相連來訪問每個元素的值。

五、字典的複製

我們可以使用copy()方法來創建一個字典的副本，以下是一個示例代碼：

person = {"name": "Alice", "age": 30}
new_person = person.copy()
new_person["name"] = "Bob"
print(person)   # 輸出：{"name": "Alice", "age": 30}
print(new_person)   # 輸出：{"name": "Bob", "age": 30}

六、字典的合併

我們可以使用update()方法來將一個字典合併到另一個字典中。以下是一個示例代碼：

person = {"name": "Alice", "age": 30}
address = {"city": "New York", "zip": "10001"}
person.update(address)
print(person)   # 輸出：{"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York", "zip": "10001"}

七、字典的排序

由於字典是無序的集合，所以無法對其進行排序。如果需要對字典中的元素按照鍵或值進行排序，可以使用sorted()函數與字典的items()方法。以下是一個示例代碼：

person = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}
sorted_dict = sorted(person.items(), key=lambda x: x[0])    # 按鍵排序
print(sorted_dict)  # 輸出：[("age", 30), ("city", "New York"), ("name", "Alice")]

sorted_dict = sorted(person.items(), key=lambda x: x[1])    # 按值排序
print(sorted_dict)  # 輸出：[("name", "Alice"), ("age", 30), ("city", "New York")]

八、總結

總的來說，Python中的字典提供了一種簡單高效的數據存儲與查詢方式，方便了我們對數據的操作。在實際開發中，我們可以廣泛應用字典來存儲和處理數據，提高程序的執行效率。