Python嵌套字典實現數據分組與查詢

一、什麼是嵌套字典

在Python中，字典是一種非常有用的數據結構。嵌套字典指的是在一個字典中嵌套另一個字典，即將一個字典作為另一個字典中的一個值。通過這種方式，我們可以實現更加複雜的數據結構，以滿足不同場景下的數據處理需求。

下面是一個簡單的嵌套字典示例：

{
    '張三': {
        '年齡': 18,
        '性別': '男',
        '學校': '清華大學'
    },
    '李四': {
        '年齡': 20,
        '性別': '女',
        '學校': '北京大學'
    }
}

在上面的示例中，我們將兩個人的信息存儲在同一個字典中，每個人的信息又是一個字典。這樣就可以方便地對人員信息進行管理和查詢。

二、數據分組

嵌套字典最常用的場景之一是數據分組。假如我們有一組學生信息，每個學生的信息如下：

{
    '姓名': '張三',
    '年齡': 18,
    '班級': '一班',
    '科目': '語文',
    '成績': 90
}

現在我們要將這些學生按班級進行分組，可以通過以下的代碼來實現：

students = [
    {'姓名': '張三', '年齡': 18, '班級': '一班', '科目': '語文', '成績': 90},
    {'姓名': '李四', '年齡': 19, '班級': '一班', '科目': '語文', '成績': 95},
    {'姓名': '王五', '年齡': 18, '班級': '二班', '科目': '語文', '成績': 88},
    {'姓名': '張三', '年齡': 18, '班級': '一班', '科目': '數學', '成績': 80},
    {'姓名': '李四', '年齡': 19, '班級': '一班', '科目': '數學', '成績': 85},
    {'姓名': '王五', '年齡': 18, '班級': '二班', '科目': '數學', '成績': 78},
]

result = {}
for student in students:
    class_name = student['班級']
    if class_name not in result:
        result[class_name] = []
    result[class_name].append(student)

print(result)

上面的代碼中，我們使用字典result來保存結果，然後遍歷每個學生信息，將其按班級進行分組。如果result中不存在該班級對應的鍵，就創建一個新的列表來存儲該班級的學生信息。然後將該學生信息添加到對應的列表中。

最終的輸出結果如下：

{
    '一班': [
        {'姓名': '張三', '年齡': 18, '班級': '一班', '科目': '語文', '成績': 90},
        {'姓名': '李四', '年齡': 19, '班級': '一班', '科目': '語文', '成績': 95},
        {'姓名': '張三', '年齡': 18, '班級': '一班', '科目': '數學', '成績': 80},
        {'姓名': '李四', '年齡': 19, '班級': '一班', '科目': '數學', '成績': 85},
    ],
    '二班': [
        {'姓名': '王五', '年齡': 18, '班級': '二班', '科目': '語文', '成績': 88},
        {'姓名': '王五', '年齡': 18, '班級': '二班', '科目': '數學', '成績': 78},
    ]
}

三、數據查詢

除了進行分組，嵌套字典還可以方便地進行數據查詢。假如我們要查詢某個學生成績情況，可以使用以下代碼：

def query_score(name, subject):
    for student in students:
        if student['姓名'] == name and student['科目'] == subject:
            return student['成績']
    return None

print(query_score('張三', '語文')) # 輸出90

上面的代碼中，我們定義一個函數query_score，可以根據學生的姓名和科目查詢對應的成績。首先遍歷所有學生信息，找到姓名和科目都匹配的學生信息，然後返回其對應的成績。

四、總結

嵌套字典在Python中有著廣泛的應用場景，尤其是在數據處理方面。通過嵌套字典，我們可以方便地完成數據分組和查詢等操作，從而提高數據處理的效率和便捷性。

下面是完整的示例代碼：

students = [
    {'姓名': '張三', '年齡': 18, '班級': '一班', '科目': '語文', '成績': 90},
    {'姓名': '李四', '年齡': 19, '班級': '一班', '科目': '語文', '成績': 95},
    {'姓名': '王五', '年齡': 18, '班級': '二班', '科目': '語文', '成績': 88},
    {'姓名': '張三', '年齡': 18, '班級': '一班', '科目': '數學', '成績': 80},
    {'姓名': '李四', '年齡': 19, '班級': '一班', '科目': '數學', '成績': 85},
    {'姓名': '王五', '年齡': 18, '班級': '二班', '科目': '數學', '成績': 78},
]

# 分組
result = {}
for student in students:
    class_name = student['班級']
    if class_name not in result:
        result[class_name] = []
    result[class_name].append(student)

print(result)

# 查詢
def query_score(name, subject):
    for student in students:
        if student['姓名'] == name and student['科目'] == subject:
            return student['成績']
    return None

print(query_score('張三', '語文')) # 輸出90