Python的字典類型及其應用

一、字典類型概述

Python字典是一種無序的、可變的數據類型，用於存儲鍵值對(key:value)。字典的處理效率非常高，非常適合用於查找和處理大型數據集合。

創建字典的方式非常簡單，使用花括號{}，並在其中使用鍵值對(key:value)來填充字典。如下所示：

# 字典創建
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
dict2 = dict([('A', 65), ('B', 66), ('C', 67)])
dict3 = dict(D=68, E=69, F=70)

# 字典打印輸出
print(dict1)
print(dict2)
print(dict3)

輸出結果如下：

{'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
{'A': 65, 'B': 66, 'C': 67}
{'D': 68, 'E': 69, 'F': 70}

二、字典基本操作

1. 訪問字典元素

訪問字典元素非常簡單，只需要通過鍵獲取對應的值即可。如下所示：

# 字典訪問
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
print(dict1['Bob'])

輸出結果如下：

28

2. 修改字典元素

修改字典元素也非常簡單，只需要通過鍵獲取對應的值，並修改即可。如下所示：

# 字典修改
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
dict1['Charlie'] = 35
print(dict1)

輸出結果如下：

{'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 35}

3. 添加字典元素

添加字典元素也非常簡單，只需要通過鍵設置對應的值即可。如下所示：

# 字典添加元素
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
dict1['David'] = 22
print(dict1)

輸出結果如下：

{'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30, 'David': 22}

4. 刪除字典元素

刪除字典元素同樣很簡單，使用del語句刪除即可。如下所示：

# 字典刪除元素
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
del dict1['Bob']
print(dict1)

輸出結果如下：

{'Alice': 25, 'Charlie': 30}

三、字典內置函數

1. len()函數

len()函數用於返回字典中元素的數量。如下所示：

# len()函數
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
print(len(dict1))

輸出結果如下：

3

2. str()函數

str()函數用於將字典轉換為字符串。如下所示：

# str()函數
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
print(str(dict1))

輸出結果如下：

{'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}

3. keys()函數

keys()函數用於返回字典中所有鍵的列表。如下所示：

# keys()函數
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
print(dict1.keys())

輸出結果如下：

dict_keys(['Alice', 'Bob', 'Charlie'])

4. values()函數

values()函數用於返回字典中所有值的列表。如下所示：

# values()函數
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
print(dict1.values())

輸出結果如下：

dict_values([25, 28, 30])

5. items()函數

items()函數用於返回字典中所有鍵值對的列表。如下所示：

# items()函數
dict1 = {'Alice': 25, 'Bob': 28, 'Charlie': 30}
print(dict1.items())

輸出結果如下：

dict_items([('Alice', 25), ('Bob', 28), ('Charlie', 30)])

四、字典應用場景

字典類型的應用非常廣泛，以下列舉幾個簡單的場景：

1. 統計字符串中字母的頻率

可以使用字典類型來統計字符串中每個字母出現的頻率，如下所示：

# 字母頻率統計例子
str1 = 'hello world'
freq = {}
for char in str1:
    if char in freq:
        freq[char] += 1
    else:
        freq[char] = 1
print(freq)

輸出結果如下：

{'h': 1, 'e': 1, 'l': 3, 'o': 2, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1}

2. 數據查找

在具有大量數據的應用程序中，字典類型經常被用於數據查找，如下所示：

# 使用字典查找
students = {
    "Alice": {
        "age": 19,
        "score": 90
    },
    "Bob": {
        "age": 20,
        "score": 80
    },
    "Charlie": {
        "age": 18,
        "score": 95
    }
}
name = input("請輸入學生姓名：")
if name in students:
    print("學生姓名：{}".format(name))
    print("學生年齡：{}".format(students[name]['age']))
    print("學生成績：{}".format(students[name]['score']))
else:
    print("未找到學生信息。")

3. 統計單詞出現頻率

同理，可以使用字典類型來統計一段文章中每個單詞出現的頻率，如下所示：

# 單詞頻率統計例子
article = """Every problem has a solution. If there is no solution, then it's not a problem."""
freq = {}
for word in article.split():
    word = word.lower()
    if word in freq:
        freq[word] += 1
    else:
        freq[word] = 1
print(freq)

輸出結果如下：

{'every': 1, 'problem': 2, 'has': 1, 'a': 2, 'solution.': 1, 'if': 1, 'there': 1, 'is': 1, 'no': 1, 'solution,': 1, 'then': 1, "it's": 1, 'not': 1}

五、總結

通過本文的介紹，我們了解了Python字典類型的使用方法和基本操作，以及字典類型的應用場景。學會了使用字典類型，將更加便捷和高效地處理大型數據集合。