字典是Python中一种可变的无序键值对集合，也称为关联数组或哈希表。

基本特性

  • 键值对结构：存储数据为key: value形式
  • 无序性：Python 3.7+中字典保持插入顺序，但不应依赖顺序操作
  • 可变性：可以动态添加、修改或删除键值对
  • 键的唯一性：每个键必须是唯一的
  • 键的类型限制：键必须是不可变类型(字符串、数字、元组等)

创建字典

# 空字典
empty_dict = {}
empty_dict = dict()

# 直接创建
person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 使用dict()构造函数
person = dict(name='Alice', age=25, city='New York')  # 键不用引号

# 从键值对序列创建
pairs = [('name', 'Bob'), ('age', 30)]
person = dict(pairs)

# 字典推导式
squares = {x: x*x for x in range(1, 6)}  # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}

访问字典元素

person = {'name': 'Alice', 'age': 25}

# 通过键访问
print(person['name'])  # 输出: Alice

# get()方法 - 安全访问，键不存在返回None或默认值
print(person.get('age'))      # 25
print(person.get('salary'))   # None
print(person.get('salary', 0)) # 0 (设置默认值)

# 检查键是否存在
print('name' in person)  # True
print('salary' not in person)  # True

修改字典

person = {'name': 'Alice', 'age': 25}

# 添加/更新元素
person['city'] = 'New York'  # 添加
person['age'] = 26           # 更新

# update()方法 - 批量更新
person.update({'age': 27, 'job': 'Engineer'})

# setdefault() - 键不存在时设置默认值
person.setdefault('country', 'USA')  # 如果country不存在，设置为USA

删除元素

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# del语句
del person['age']  # 删除键'age'

# pop() - 删除并返回值
city = person.pop('city')  # 删除'city'并返回'New York'

# popitem() - 删除并返回最后插入的键值对(Python 3.7+)
key, value = person.popitem()  

# clear() - 清空字典
person.clear()

字典方法

方法

描述

keys()

返回所有键的视图

values()

返回所有值的视图

items()

返回所有键值对的视图

get(key[, default])

安全获取值

setdefault(key[, default])

设置默认值

update([other])

批量更新

pop(key[, default])

删除并返回值

popitem()

删除并返回最后插入的项

clear()

清空字典

copy()

浅拷贝

字典视图对象

person = {'name': 'Alice', 'age': 25}

# keys() - 键视图
print(person.keys())    # dict_keys(['name', 'age'])

# values() - 值视图
print(person.values())  # dict_values(['Alice', 25])

# items() - 键值对视图
print(person.items())   # dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 25)])

# 视图是动态的，会反映字典的变化
person['city'] = 'NY'
print(person.keys())    # 现在包含'city'

字典遍历

person = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 遍历键
for key in person:
    print(key)

for key in person.keys():
    print(key)

# 遍历值
for value in person.values():
    print(value)

# 遍历键值对
for key, value in person.items():
    print(f"{key}: {value}")

字典与列表的比较

特性

字典(Dictionary)

列表(List)

存储方式

键值对

有序序列

访问方式

通过键

通过索引

顺序

Python 3.7+保持插入顺序

保持插入顺序

可变性

可变

可变

查找速度

O(1) - 非常快

O(n) - 线性搜索

内存占用

更高

更低

使用场景

  1. 快速查找：当需要根据键快速查找值时
  2. 存储关联数据：如数据库记录、配置设置等
  3. 计数：使用字典统计元素出现次数
  4. 缓存数据：存储计算结果以避免重复计算
# 统计单词频率
text = "hello world hello python world python python"
words = text.split()
word_count = {}

for word in words:
    word_count[word] = word_count.get(word, 0) + 1

print(word_count)  # {'hello': 2, 'world': 2, 'python': 3}

# 字典作为缓存
cache = {}

def expensive_computation(x):
    if x not in cache:
        # 模拟耗时计算
        result = x * x
        cache[x] = result
    return cache[x]

字典是Python中极其重要的数据结构，几乎在所有Python程序中都有广泛应用。