在Python中使用dict和set方法的教程

2022-10-04 23:03:33 字數 4129 閱讀 6719

dict

python內建了字典:dict的支援,dict全稱dictionary,在其他語言中也稱為map,使用鍵-值(key-value)儲存,具有極快的查詢速度。

舉個例子,假設要根據同學的名字查詢對應的成績,如果用list實現,需要兩個listwww.cppcns.com:

names = ['michael', 'b程式設計客棧ob', 'tracy']

scores = [95, 75, 85]

給定乙個名字,要查詢對應的成績,就先要在names中找到對應的位置,再從scores取出對應的成績,list越長,耗時越長。

如果用dict實現,只需要乙個「名字」-「成績」的對照表,直接根據名字查詢成績,無論這個表有多大,查詢速度都不會變慢。用python寫乙個dict如下:

>>> d =

>>> d['michael']

95為什麼dict查詢速度這麼快?因為dict的實現原理和查字典是一樣的。假設字典包含了1萬個漢字,我們要查某乙個字,乙個辦法是把字典從第一頁往後翻,直到找到我們想要的字為止,這種方法就是在list中查詢元素的方法,list越大,查詢越慢。

第二種方法是先在字典的索引表裡(比如部首表)查這個字對應的頁碼,然後直接翻到該頁,找到這個字,無論找哪個字,這種查詢速度都非常快,不會隨著字典大小的增加而變慢。

dict就是第二種實現方式,給定乙個名字,比如'michael',dict在內部就可以直接計算出michael對應的存放成績的「頁碼」,也就是95這個數字存放的記憶體位址,直接取出來,所以速度非常快。

你可以猜到,這種key-value儲存方式,在放進去的時候,必須根據key算出value的存放位置,這樣,取的時候才能根據key直接拿到value。

把資料放入dict的方法,除了初始化時指定外,還可以通過key放入:

>>> d['adam'] = 67

>>> d['adam']

67由於乙個key只能對應乙個value,所以,多次對乙個key放入value,後面的值會把前面的值沖掉:

>>> d['jack'] = 90

>>> d['jack']

90>>> d['jack'] = 88

>>> d['jack']

88如果key不存在,dict就會報錯:

>>> d['thomas']

traceback (most recent call last):

file "", line 1, in

keyerror: 'thomas'

要避免key不存在的錯誤,有兩種辦法,一是通過in判斷key是否存在:

>>> 'thomas' in d

false

二是通過dict提供的get方法,如果key不存在,可以返回none,或者自己指定的value:

>>> d.get('thomas')

>>> d.get('thomas', -1)

-1注意:返回none的時候python的互動式命令列不顯示結果。

要刪除乙個key,用pop(key)方法,對應的value也會從dict中刪除:

>>> d.pop('bob')

75>>> d

請務必注意,dict內部存放的順序和key放入的順序是沒有關係的。

和list比較,dict有以下幾個特點:

而list相反:

所以,dict是用空間來換取時間的一種方法。

dict可以用在需要高速查詢的很多地方,在python**中幾乎無處不在,正確使用dict非常重要,需要牢記的第一條就是dict的key必須是不可變物件。

這是因為dict根據key來計算value的儲存位置,如果每次計算相同的key得出的結果不同,那dict內部就完全混亂了。這個通過key計算位置的演算法稱為雜湊演算法(hash)。

要保證hash的正確性,作為key的物件就不能變。在python中,字串、整數等都是不可變的,因此,可以放心地作為key。而list是可變的,就不能作為key:

>>> key = [1, 2, 3]

>>> d[key] = 'a list'

traceback (most recent call last):

file "", line 1, in

typeerror: unhashable type: 'list'

setset和dict類似,也是一組key的集合,但不儲存value。由於key不能重複,所以,在set中,沒有重複的key。

要建立乙個set,需要提供乙個list作為輸入集合:

>>> s = set([1, 2, 3])

>>> s

set([1, 2, 3])

注意,傳入的引數[1, 2, 3]是乙個list,而顯示的set([1, 2, 3])只是告訴你這個set內部有1,2,3這3個元素,顯示的不表示這是乙個list。

重複元素在set中自動被過濾:

>>> s = set([1, 1, 2, 2, 3, 3])

>>> s

set([1, 2, 3])

通過add(key)方法可以新增元素到set中,可以重複新增,但不會有程式設計客棧效果:

>>> s.add(4)

>>> s

set([1, 2, 3, 4])

>>> s.add(4)

>>> s

set([1, 2, 3, 4])

通過remove(key)方法可以刪除元素:

>>> s.remove(4)

>>> s

set([1, 2, 3])

set可以看成數學意義上的無序和無重複元素的集合,因此,兩個set可以做數學意義上的交集、並集等操作:

>>> s1 = set([1, 2, 3])

>>> s2 = set([2, 3, 4])

>>> s1 & s2

set([2, 3])

>>> s1 | s2

set([1, 2, 3, 4])

set和dict的唯一區別僅在於沒有儲存對應的value,但是,set的原理和dict一樣,所以,同樣不可以放入可變物件,因為無法判斷兩個可變物件是否相等,也就無法保證set內部「不會有重複元素」。試試把list放入set,看看是否會報錯。

再議不可變物件

上面我們講了,str是不變物件,而list是可變物件。

對於可變物件,比如list,對list進行操作,list內部的內容是會變化的,比如:

>>> a = ['c', 'b', 'a']

>>> a.sort()

>>> a

['a', 'b', 'c']

而對於不可變物件,比如str,對str進行操作呢:

>>> a = 'abc'

>>> a.replace('a', 'a')

'abc'

>>> a

'abc'

雖然字串有個replace()方法,也確實變出了'abc',但變數a最後仍是'abc',應該怎麼理解呢?

我們先把**改成下面這樣:

>>> a = 'abc'

>>> b = a.replace('a', 'a')

>>> b

'abc'

>>> a

'abc'

要始終牢記的是,a是變數,而'abc'才是字串物件!有些時候,我們經常說,物件a的內容是'abc',但其實是指,a本身是乙個變數,它指向的物件的內容才是'abc':

當我們呼叫a.replace('a', 'a')時,實際上呼叫方法replace是作用在字串物件'abc'上的,而這個方法雖然名字叫replace,但卻沒有改變字串'abc'的內容。相反,replace方法建立了乙個新字串'abc'並返回,如果我們用變數b指向該新字串,就容易理解了,變數a仍指向原有的字串'abc',但變數b卻指向新字串'abc'了:

所以,對於不變物件來說,呼叫物件自身的任意方法,也不會改變該物件自身的內容。相反,這些方法會建立新的物件並返回,這樣,就保證了不可變物件本身永遠是不可變的。

小結使用key-value儲存結構的dict在python中非常有用,選擇不可變物件作為key很重要,最常用的key是字串。

tuple雖然是不變物件,但試試把(1, 2, 3)和(1, [2, 3])放入dict或set中,並解釋結果。

本文標題: 在python中使用dict和set方法的教程

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