夯实Python基础（4）

四、字典

在《Python入门》课程中，我们学习了Python的四大数据结构：列表、元组、字典和集合。其中，字典恐怕是相对最不好理解的和不太擅长运用的数据结构。

今天的课程，我们就来好好巩固一下有关字典的知识，并拓展一下运用技能。

（一）、基本概念

其实吧，说字典不好理解，主要是因为它的构成稍微复杂一点，大家都喜欢简单的东西，不费脑筋。

但是呢，有时候复杂一点的东西，更可以不费脑筋。此话怎讲呢？

这么说吧，很多不熟悉计算机硬件的同学面对拆散的一台电脑配件，肯定是很无语的，那就是一堆垃圾。但是，在电脑城的小哥眼里，就完全不一样了，几分钟的功夫，它就可以组装成一台完整的电脑。这件事情，大家应该还理解吧？不是因为电脑小哥有多厉害，对这些配件的每一块芯片或者集成电路的原理，其实，小哥心里也是迷茫的，但是，它们集成在一起以后成为一个部件，小哥就只需要知道那块东西是主板，那块东西是内存，那块东西是硬盘等等，他就能顺手把它组装成一台电脑了。所以，厉害的是那个集成芯片和电路构成一个部件的人，是他/他们让组装电脑这件事变得简单了。

回到咱们的数据结构上来，为什么说字典这种类型，比列表、元组和集合稍微复杂一点也有它的好处呢？比如，每个人都有一个身高，假如某个数据采集项目正好需要这样的一堆数据，一大堆人，成百、上千，或者上万，如果手头有一个名单，让大家分组按顺序去测量身高，完了再把每个人的ID和身高数据记录下来，如果，我们把ID保存在一个列表里，然后把身高也保存在一个列表里，显然，这两个列表的数据量是一致的，也是一一对应的。但是，万一某个列表的数据哪怕只挪动了一个，是不是数据就全乱了？

那么，好的解决方案，肯定是把ID和身高数据成对的记录在一起，这样，虽然单个数据记录复杂一点，但是，拿到一个就可以用了，每一个数据都是完整有效的。因为，我们把它做了一个最简单的“集成”，它不再是一个孤立的数据，而是一个有效的数据单元。这就像一个电脑部件，它变得拿来可用了，而我们无需介意它们为什么在一起？是否正确的组合？因为那是采集和记录数据的人应该做的正确的事。他们所建立的这种成对记录ID和身高的数据结构就是字典！

事实上，现实生活中，几乎一切事物都是关联的，有联系的数据也才有意义，所以我们面对的数据，大量都是以这种方式存在的。

学会使用字典，将使你在处理数据的时候如虎添翼！

1、定义字典

比如，上面的案例，如果有一组采集对象的ID分别是：1001、1002、1003、1004、1005，他们的身高测量分别是：172、169、180、178、183（米）。

那么，我们用字典就可以表示为：

{1001:172, 1002:169, 1003:180, 1004:178, 1005:183}

字典是记录具有映射关系的信息的一种数据结构。所谓映射关系，它是软件领域使用较多的一个词，现实生活中我们常常通俗称之为“一一对应关系”。称谓不重要，重要的是理解它的内涵，任何映射关系中永远存在着“一一对应”的状态，在Python中又把它称之为“键值对”关系（Key-Value），因为它的每一组数据，都是一个“键值对”。比如，上面的ID具有唯一性，它代表不同的测量对象（人），它就是键（Key），身高就是ID（Key）对应的值（Value）。

2、字典的特性

显然，在这种字典数据的映射关系中，键（Key）具有唯一性。想想看，如果它不具有唯一性，会出现什么情况？比如，上面的ID一旦有重复的情况出现，那么它对应的身高数据就无法知道它究竟是属于谁的身高了？对吧？！

这就是我们为什么没有用姓名来创建字典的键（Key）的原因。

3、字典的常用操作

（1）创建一个字典

>>> dict1 = {1001:172, 1002:169, 1003:180, 1004:178, 1005:183}

（2）读取字典数据

>>> dict1[1001]# 通过键获取对应的值

172

（3）添加字典数据

>>> dict1[1006:176]

>>> dict1

{1001:172, 1002:169, 1003:180, 1004:178, 1005:183, 1006:176}

（4）修改字典数据

>>> dict1[(1002:168)]

>>> dict1

{1001:172, 1002:168, 1003:180, 1004:178, 1005:183, 1006:176}

（5）其他数据类型转换为字典

>>> list1 = [(‘语文’,83),(‘数学’,98),(‘英语’,90)]

>>> dict2 = dict(list1)

>>> dict2

{‘语文’:83, ‘数学’:98, ‘英语’:90}

（6）get()方法：根据Key读取Value

>>> print(dict1.get(1003))

180

请注意，它跟dict1[1003]是不是获得了相同的结果？没错！但是，get()方法存在的价值在于，如果某个键不存在，比如dict1[1007]，Python会报错，但是dict1.get(1007)不会报错，它返回给你的是none值。

（7）update()方法：把一个字典的数据追加到另一个字典

>>> dict3 = dict1.update(dict2)

>>> dict3

{1001:172, 1002:168, 1003:180, 1004:178, 1005:183, 1006:176,‘语文’:83, ‘数学’:98, ‘英语’:90}

需要注意的是：在执行 update() 方法时，如果被更新的字典中己包含对应的 key-value 对，那么原 value 会被覆盖；如果被更新的字典中不包含对应的 key-value 对，则该 key-value 对被添加进去。

（8）pop(key)方法：删除指定键的键值对，并返回指定的键的值

>>> dict1.pop(1006)

176

>>> dict1

{1001:172, 1002:169, 1003:180, 1004:178, 1005:183}

（9）clear()方法：用于清空字典的所有键值对

>>> dict2.clear()

>>> dict2

{}

（10）in关键：判断某键值对是否存在？返回True / False

>>> 1007 in dict1

False

（11）字典循环（注意两种的差别）

>>> info = {

'stu_1001':"Lan Wu",

'stu_1002':"Long Lou la",

'stu_1003':"Xiao Ze",

}

# 基本循环，效率高

for i in info:

print(i,info[i])

#这种循环稍显复杂，但结果易于阅读 for k,v in info.items(): print(k,v)

限于篇幅，字典还有其他一些常用方法，建议访问高渡网站，有大量的Python课程和微课资料供学习、阅读和查询。

（二）、字典的多级嵌套

Python的数据结构都是可以多级嵌套的，字典当然也可以，它因此可以让一个字典对象承载大量且复杂的数据信息。下面，我们来欣赏一下：

# 部分省市区的信息

province_city_area_dict = {

“湖北”:{

“武汉市”：['江岸区','江汉区','乔口区','汉阳区','武昌区','青山区','洪山区','东西湖区','汉南区','蔡甸区','江夏区','黄陂区','新洲区'],

“黄石市”:['黄石港区','西塞山区','下陆区','铁山区','阳新县','大冶市'],

“宜昌市”:['西陵区','伍家岗区','点军区','猇亭区','夷陵区','远安县','兴山县','秭归县','长阳土家族自治县','五峰土家族自治县','宜都市','当阳市','枝江市']

},

“湖南”:{

“长沙市”:['芙蓉区','天心区','岳麓区','开福区','雨花区','长沙县','望城县','宁乡县','浏阳市']，

“株洲市”:['荷塘区','芦淞区','石峰区','天元区','株洲县','攸　县','茶陵县','炎陵县','醴陵市'],

“湘潭市”:['雨湖区','岳塘区','湘潭县','湘乡市','韶山市']

},

“广东”:{

“广州市”:['东山区','荔湾区','越秀区','海珠区','天河区','芳村区','白云区','黄埔区','番禺区','花都区','增城市','从化市'],

“深圳市”:['罗湖区','福田区','南山区','宝安区','龙岗区','盐田区'],

“珠海市”:['香洲区','斗门区','金湾区']

}

}

代码解析：

我们看到部分省市区的信息，被创建在一个两层嵌套的字典里。

第一层：键（key）是省份，值（value）是对应该省的部分市和区的信息的一个字典。

第二层：键(key）是市名，值（value）是该市包含的区名的一个列表。

事实上，大家可以想象得到，包含全国的所有省市地区（县）的信息都可以用这样一个两层嵌套的字典来存储全部的数据信息。

OK，如果在程序中，有这样一个函数：

def my_function(a):

# 函数代码块（略）

我们需要把这个数据对象，传递给一个函数来参与其他更多数据的处理，那么，我们只需要像下面这样就搞定了：

my_function(province_city_area_dict)

是不是超级简单？

这就是我们刚开始说的，有时候复杂一点的东西，更可以不费脑筋。熟练运用字典，可以最大限度第降低我们写代码的复杂程度。

（三）、案例：一个三级联动菜单

下面这个案例，可以应用上面的字典数据，轻松创建一个三级联动的菜单。各位，最好将下面的代码手动敲到你的电脑里，打开Python Sell运行该代码就能立即体验到一个关于省、市、地区的三级联动菜单效果。

def city_menu(data):

for i in data:

print(i)

choie1 = input("你要选择的省份是：")

if choie1 in data:

for j in data[choie1]:

print(j)

choie2 = input("你要选择的城市是：")

if choie2 in data[choie1]:

for k in data[choie1][choie2]:

print(k)

choie3 = input("你要选择的地区/县是：")

if choie3 in data[choie1][choie2]:

print("你选择的地区是："+choie1+"省"+choie2+choie3+"！")

else:

print("您输入有误！")

else:

print("您输入有误！")

else:

print("您输入有误！")

#调用函数

city_menu‍(province_city_area_dict)

当然，上面的这个代码仅用于演示如何使用字典数据，作为商业开发时的菜单程序一般不会这样写，功能上也会更符合使用的习惯。

有兴趣的同学，可以修改以上代码，写一个真正属于自己的三级联动菜单。

我相信，你能行！加油！！！