Python中dict和set的用法讲解


Posted in Python onMarch 28, 2019

dict

Python内置了字典:dict的支持,dict全称dictionary,在其他语言中也称为map,使用键-值(key-value)存储,具有极快的查找速度。

举个例子,假设要根据同学的名字查找对应的成绩,如果用list实现,需要两个list:

names = ['Michael', 'Bob', 'Tracy']
scores = [95, 75, 85]

给定一个名字,要查找对应的成绩,就先要在names中找到对应的位置,再从scores取出对应的成绩,list越长,耗时越长。

如果用dict实现,只需要一个“名字”-“成绩”的对照表,直接根据名字查找成绩,无论这个表有多大,查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下:

>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
>>> d['Michael']
95

为什么dict查找速度这么快?因为dict的实现原理和查字典是一样的。假设字典包含了1万个汉字,我们要查某一个字,一个办法是把字典从第一页往后翻,直到找到我们想要的字为止,这种方法就是在list中查找元素的方法,list越大,查找越慢。

第二种方法是先在字典的索引表里(比如部首表)查这个字对应的页码,然后直接翻到该页,找到这个字,无论找哪个字,这种查找速度都非常快,不会随着字典大小的增加而变慢。

dict就是第二种实现方式,给定一个名字,比如'Michael',dict在内部就可以直接计算出Michael对应的存放成绩的“页码”,也就是95这个数字存放的内存地址,直接取出来,所以速度非常快。

你可以猜到,这种key-value存储方式,在放进去的时候,必须根据key算出value的存放位置,这样,取的时候才能根据key直接拿到value。

把数据放入dict的方法,除了初始化时指定外,还可以通过key放入:

>>> d['Adam'] = 67
>>> d['Adam']
67

由于一个key只能对应一个value,所以,多次对一个key放入value,后面的值会把前面的值冲掉:

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

如果key不存在,dict就会报错:

>>> d['Thomas']
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'Thomas'

要避免key不存在的错误,有两种办法,一是通过in判断key是否存在:

>>> 'Thomas' in d
False

二是通过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的时候Python的交互式命令行不显示结果。

要删除一个key,用pop(key)方法,对应的value也会从dict中删除:

>>> d.pop('Bob')
75
>>> d
{'Michael': 95, 'Tracy': 85}

请务必注意,dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。

和list比较,dict有以下几个特点:

查找和插入的速度极快,不会随着key的增加而增加;
需要占用大量的内存,内存浪费多。
而list相反:
查找和插入的时间随着元素的增加而增加;
占用空间小,浪费内存很少。
所以,dict是用空间来换取时间的一种方法。

dict可以用在需要高速查找的很多地方,在Python代码中几乎无处不在,正确使用dict非常重要,需要牢记的第一条就是dict的key必须是不可变对象。

这是因为dict根据key来计算value的存储位置,如果每次计算相同的key得出的结果不同,那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法(Hash)。

要保证hash的正确性,作为key的对象就不能变。在Python中,字符串、整数等都是不可变的,因此,可以放心地作为key。而list是可变的,就不能作为key:

>>> key = [1, 2, 3]
>>> d[key] = 'a list'
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

set

set和dict类似,也是一组key的集合但不存储value。由于key不能重复,所以,在set中,没有重复的key。

要创建一个set,需要提供一个list作为输入集合:

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

注意,传入的参数[1, 2, 3]是一个list,而显示的set([1, 2, 3])只是告诉你这个set内部有1,2,3这3个元素,显示的[]不表示这是一个list。

重复元素在set中自动被过滤:

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

通过add(key)方法可以添加元素到set中,可以重复添加,但不会有效果:

>>> s.add(4)
>>> s
set([1, 2, 3, 4])
>>> s.add(4)
>>> s
set([1, 2, 3, 4])

通过remove(key)方法可以删除元素:

>>> s.remove(4)
>>> s
set([1, 2, 3])

set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合,因此,两个set可以做数学意义上的交集、并集等操作:

>>> 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的唯一区别仅在于没有存储对应的value,但是,set的原理和dict一样,所以,同样不可以放入可变对象,因为无法判断两个可变对象是否相等,也就无法保证set内部“不会有重复元素”。试试把list放入set,看看是否会报错。

再议不可变对象

上面我们讲了,str是不变对象,而list是可变对象。

对于可变对象,比如list,对list进行操作,list内部的内容是会变化的,比如:

>>> a = ['c', 'b', 'a']
>>> a.sort()
>>> a
['a', 'b', 'c']

而对于不可变对象,比如str,对str进行操作呢:

>>> a = 'abc'
>>> a.replace('a', 'A')
'Abc'
>>> a
'abc'

虽然字符串有个replace()方法,也确实变出了'Abc',但变量a最后仍是'abc',应该怎么理解呢?

我们先把代码改成下面这样:

>>> a = 'abc'
>>> b = a.replace('a', 'A')
>>> b
'Abc'
>>> a
'abc'

要始终牢记的是,a是变量,而'abc'才是字符串对象!有些时候,我们经常说,对象a的内容是'abc',但其实是指,a本身是一个变量,它指向的对象的内容才是'abc':

Python中dict和set的用法讲解

当我们调用a.replace(‘a', ‘A')时,实际上调用方法replace是作用在字符串对象'abc'上的,而这个方法虽然名字叫replace,但却没有改变字符串'abc'的内容。相反,replace方法创建了一个新字符串'Abc'并返回,如果我们用变量b指向该新字符串,就容易理解了,变量a仍指向原有的字符串'abc',但变量b却指向新字符串'Abc'了:

Python中dict和set的用法讲解

所以,对于不变对象来说,调用对象自身的任意方法,也不会改变该对象自身的内容。相反,这些方法会创建新的对象并返回,这样,就保证了不可变对象本身永远是不可变的。

使用key-value存储结构的dict在Python中非常有用,选择不可变对象作为key很重要,最常用的key是字符串。

tuple虽然是不变对象,但试试把(1, 2, 3)和(1, [2, 3])放入dict或set中,并解释结果。

>>>a = ('james', 'jordan', 'kobe')
>>>b = ('james' , ['jordan', 'kobe'])
>>>dict1={a:'篮球运动员'}
>>>dict1[a]
>>>'篮球运动员'
>>>dict2={b:'篮球运动员'}
>>>Traceback (most recent call last):
>>> File "<stdin>", line 1, in <module>
>>>TypeError: unhashable type: 'list'
#tuple a 所指向的三个人是不可变的的 他们都是篮球运动员
#tuple b 所指向的只有james是不可变的的 还有两个人虽然是叫jordan kobe但不一定就是打篮球的 可能是踢足球的jordan和打乒乓球的kobe

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,谢谢大家对三水点靠木的支持。如果你想了解更多相关内容请查看下面相关链接

Python 相关文章推荐
详解Python的Django框架中的templates设置
May 11 Python
Python中index()和seek()的用法(详解)
Apr 27 Python
利用python获取当前日期前后N天或N月日期的方法示例
Jul 30 Python
Python3 操作符重载方法示例
Nov 23 Python
在pytorch中为Module和Tensor指定GPU的例子
Aug 19 Python
PYTHON如何读取和写入EXCEL里面的数据
Oct 28 Python
Pycharm使用远程linux服务器conda/python环境在本地运行的方法(图解))
Dec 09 Python
在pycharm中创建django项目的示例代码
May 28 Python
Python 通过正则表达式快速获取电影的下载地址
Aug 17 Python
详解python定时简单爬取网页新闻存入数据库并发送邮件
Nov 27 Python
8g内存用python读取10文件_面试题-python 如何读取一个大于 10G 的txt文件?
May 28 Python
python实现学生信息管理系统(面向对象)
Jun 05 Python
python3.x实现base64加密和解密
Mar 28 #Python
python实现AES加密解密
Mar 28 #Python
详解python tkinter教程-事件绑定
Mar 28 #Python
Python中捕获键盘的方式详解
Mar 28 #Python
python sort、sort_index方法代码实例
Mar 28 #Python
详解python selenium 爬取网易云音乐歌单名
Mar 28 #Python
pyqt5利用pyqtDesigner实现登录界面
Mar 28 #Python
You might like
DOTA2【瓜皮时刻】Vol.91 RTZ山史最惨“矿难”
2021/03/05 DOTA
php后台多用户权限组思路与实现程序代码分享
2012/02/13 PHP
启用OPCache提高PHP程序性能的方法
2019/03/21 PHP
Yii框架数据库查询、增加、删除操作示例
2019/10/14 PHP
jquery tools 系列 scrollable(2)
2009/09/06 Javascript
Jquery知识点三 jquery表单对象操作
2011/01/17 Javascript
在javascript中对于DOM的加强
2013/04/11 Javascript
IE下JS读取xml文件示例代码
2013/08/05 Javascript
javascript删除字符串最后一个字符
2014/01/14 Javascript
解决Jquery鼠标经过不停滑动的问题
2014/03/03 Javascript
正则表达式优化JSON字符串的技巧
2015/12/24 Javascript
JS读取XML文件数据并以table形式显示数据的方法(兼容IE与火狐)
2016/06/02 Javascript
微信小程序 缓存(本地缓存、异步缓存、同步缓存)详解
2017/01/17 Javascript
Node.JS 循环递归复制文件夹目录及其子文件夹下的所有文件
2017/09/18 Javascript
vue-router+vuex addRoutes实现路由动态加载及菜单动态加载
2017/09/28 Javascript
angularjs实现分页和搜索功能
2018/01/03 Javascript
Vue组件通信的四种方式汇总
2018/02/08 Javascript
vue.extend实现alert模态框弹窗组件
2018/04/28 Javascript
nuxt框架中路由鉴权之Koa和Session的用法
2018/05/09 Javascript
Vue实现美团app的影院推荐选座功能【推荐】
2018/08/29 Javascript
vue踩坑记-在项目中安装依赖模块npm install报错
2019/04/02 Javascript
详解vue-template-admin三级路由无法缓存的解决方案
2020/03/10 Javascript
[03:12]完美世界DOTA2联赛PWL DAY6集锦
2020/11/05 DOTA
[31:29]完美世界DOTA2联赛PWL S3 INK ICE vs Magma 第一场 12.20
2020/12/23 DOTA
详解supervisor使用教程
2017/11/21 Python
如何用Python实现简单的Markdown转换器
2018/07/16 Python
python实现得到当前登录用户信息的方法
2019/06/21 Python
pycharm中导入模块错误时提示Try to run this command from the system terminal
2020/03/26 Python
Python+Selenium随机生成手机验证码并检查页面上是否弹出重复手机号码提示框
2020/09/21 Python
YSL圣罗兰美妆俄罗斯官网:Yves Saint Lauret RU
2020/09/23 全球购物
如何判断计算机可能已经中马
2013/03/22 面试题
医院后勤自我鉴定
2013/10/13 职场文书
校领导推荐信
2013/11/01 职场文书
医学院学生的自我评价分享
2013/11/19 职场文书
七年级英语教学反思
2014/01/15 职场文书
2016习总书记系列重要讲话心得体会
2016/01/15 职场文书