Python字典：快速查找，高效存儲數據的利器

Python字典是一種靈活、可變且可迭代的容器，可以存儲成對的鍵值對，使用鍵來快速訪問值。

一、字典的基本用法

字典使用一對花括弧{}來表示，冒號”:”分隔鍵和值，逗號”,”分隔不同的鍵值對。

# 創建一個簡單字典
my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'gender': 'Female'}

# 訪問鍵值對
print(my_dict['name'])   # 輸出：Alice
print(my_dict['age'])    # 輸出：25

# 增加鍵值對
my_dict['city'] = 'Shanghai'

# 更新字典值
my_dict['age'] = 26

# 刪除鍵值對
del my_dict['gender']

# 遍歷字典
for key, value in my_dict.items():
    print(key + ': ' + str(value))

字典中的鍵必須是唯一的，但是值可以重複。值可以是任何數據類型，包括數字、字元串、列表和其他的字典。

二、字典的高級用法

1、字典推導式

字典推導式是一種快速創建字典的方法，可以使用條件邏輯等表達式來生成鍵值對。

# 創建一個數字字典的例子
number_dict = {x: x**2 for x in range(1,5)}
print(number_dict)   # 輸出：{1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}

# 創建一個篩選符合條件的鍵值對的例子
original_dict = {'apple': 1, 'banana': 2, 'orange':3, 'watermelon':4}
new_dict = {k:v for k,v in original_dict.items() if v>2}
print(new_dict)      # 輸出：{'orange': 3, 'watermelon': 4}

2、字典的函數

Python字典提供了許多實用的函數，來方便我們對字典進行操作。

（1）len()

用於計算字典元素個數。

my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'gender': 'Female'}
print(len(my_dict))    # 輸出：3

（2）keys()

用於返回字典中的所有鍵。

my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'gender': 'Female'}
print(my_dict.keys())    # 輸出：dict_keys(['name', 'age', 'gender'])

（3）values()

用於返回字典中的所有值。

my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'gender': 'Female'}
print(my_dict.values())    # 輸出：dict_values(['Alice', 25, 'Female'])

（4）items()

用於返回字典中的所有鍵值對。

my_dict = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'gender': 'Female'}
print(my_dict.items())    # 輸出：dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 25), ('gender', 'Female')])

三、字典的應用舉例

1、計數器

利用字典的鍵值對來實現計數器，可以方便快捷地計算出一個列表或字元串中每個元素出現的次數。

string = "hello world"
counter = {}
for i in string:
    if i in counter:
        counter[i] += 1
    else:
        counter[i] = 1
print(counter)   # 輸出：{'h': 1, 'e': 1, 'l': 3, 'o': 2, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1}

2、查找表

將若干個鍵值對組成一個字典，找到一個鍵對應的值可以達到O(1)的時間複雜度，這種方法被稱為查找表，可以用於詞頻統計、數據轉換等場景。

# 將數字轉化為英文字母的查找表
lookup_table = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
number = 2
print(lookup_table[number])   # 輸出：two

3、嵌套字典

字典里可以嵌套字典，用來表示更複雜的數據結構。

# 嵌套字典的例子
car_dict = {
  "car1": {
    "brand": "Ford",
    "model": "Mustang",
    "year": 1964
  },
  "car2": {
    "brand": "Tesla",
    "model": "Model X",
    "year": 2019
  },
  "car3": {
    "brand": "Toyota",
    "model": "Corolla",
    "year": 2020
  }
}
print(car_dict['car2']['model'])   # 輸出：Model X

總結

Python字典是一種非常常用的數據結構，可以實現快速的查找和存儲數據。

在使用字典的時候，可以使用字典推導式、內置函數和嵌套字典等高級用法，提高代碼的效率和便捷性。

字典可以應用於查找表、計數器、嵌套字典等多種場景，發揮出非常優秀的性能。