Python字典：高效存儲和查找數據的利器

在Python語言中，字典（Dictionary）是一種高效的數據結構，可以用來存儲和查找數據。字典是一種鍵值對的集合，每個鍵都唯一對應一個值。在許多場景下，字典比列表更加高效，尤其是在需要頻繁查找和修改數據的情況下。

一、創建字典

在Python中，我們可以使用大括弧（{}）或者內置函數dict()來創建空字典，如果需要添加初始鍵值對，可以在大括弧中使用冒號（:）進行賦值操作，例如：

# 創建空字典
my_dict = {}
my_dict = dict()

# 創建帶初始鍵值對的字典
my_dict = {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
my_dict = dict(key1='value1', key2='value2')

在Python中，字典是動態數據類型，可以隨時添加或刪除鍵值對。我們可以使用下標或者內置函數update()來添加和更新鍵值對，使用del語句來刪除鍵值對，例如：

# 添加和更新鍵值對
my_dict['key3'] = 'value3'
my_dict.update({'key1': 'new_value1', 'key4':'value4'})

# 刪除鍵值對
del my_dict['key2']

二、訪問字典

在Python字典中，我們可以使用鍵名來訪問對應的值，也可以使用內置函數get()，如果鍵名不存在，get()函數會返回None或者指定的默認值。例如：

# 訪問字典
value1 = my_dict['key1']
value2 = my_dict.get('key2')
value3 = my_dict.get('key3', 'default_value')

另外，我們還可以通過keys()函數、values()函數和items()函數來分別訪問字典中的鍵列表、值列表和鍵值對元組列表，例如：

# 訪問鍵列表、值列表和鍵值對元組列表
keys = my_dict.keys()
values = my_dict.values()
items = my_dict.items()

三、字典推導式

類似於列表推導式和集合推導式，Python中還提供了字典推導式，可以方便地創建字典。字典推導式的格式為{key:value for item in iterable}，其中iterable表示可迭代對象，例如：

# 字典推導式
my_dict = {num: num**2 for num in range(1, 6)}
print(my_dict)  # 輸出：{1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}

上述代碼中，我們使用range()函數生成一個從1到5的數字序列，然後使用字典推導式生成一個以數字作為鍵，以數字平方作為值的字典。

四、應用場景

字典在Python編程中的應用場景很多，以下是一些常見的應用場景：

1. 存儲配置信息

在Python程序中，我們經常需要存儲配置信息，例如資料庫連接信息、郵件伺服器信息等。使用字典可以很方便地存儲這些鍵值對信息。

# 存儲資料庫連接信息
db_config = {'host': '127.0.0.1', 'port': 3306, 'username': 'root', 'password': '123456'}

2. 統計單詞出現次數

在文本處理中，我們常常需要統計單詞出現的次數。可以使用字典來存儲單詞及其出現次數。

# 統計單詞出現次數
text = 'This is a test text'
words = text.split()
word_counts = {}
for word in words:
    if word not in word_counts:
        word_counts[word] = 1
    else:
        word_counts[word] += 1
print(word_counts)  # 輸出：{'This': 1, 'is': 1, 'a': 1, 'test': 1, 'text': 1}

3. 緩存計算結果

在程序運行過程中，有些計算結果可能會被頻繁地調用。為了提高程序的性能，我們可以將這些計算結果緩存起來，使用字典來存儲計算結果。

# 緩存計算結果
result_cache = {}
def slow_calculation(x, y):
    if (x, y) in result_cache:
        return result_cache[(x, y)]
    # 需要耗時的計算過程
    result = x ** y
    result_cache[(x, y)] = result
    return result

4. 保存對象屬性

在Python中，我們可以使用字典來保存對象的屬性信息，例如：

# 保存對象屬性
class Person:
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

person_dict = {}
person_dict['person1'] = Person('Tom', 23)
person_dict['person2'] = Person('Jack', 25)

五、總結

Python字典是一種高效的數據結構，可以用於存儲和查找數據。在日常生活和編程中，我們可以選擇使用字典來處理各種各樣的問題，使用字典可以提高代碼的運行效率和可讀性。