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Python字典运算完全指南 - 掌握字典操作技巧 | Python编程教程

Python字典运算完全指南

掌握字典合并、比较、键值操作等核心技巧,提升Python数据处理能力

Python字典基础回顾

字典(Dictionary)是Python中一种可变容器模型,可存储任意类型对象。字典的每个元素都是一个键值对(key-value pair),键必须是唯一的,值可以重复。

字典基本操作:

# 创建字典
student = {'name': 'Alice', 'age': 20, 'courses': ['Math', 'Physics']}

# 访问元素
print(student['name'])  # 输出: Alice

# 添加元素
student['email'] = 'alice@example.com'

# 更新元素
student['age'] = 21

# 删除元素
del student['courses']

字典常见运算操作

1. 字典合并

Python中有多种方法可以合并两个或多个字典:

使用 update() 方法

dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 3, 'c': 4}

dict1.update(dict2)
print(dict1)  # {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}

使用 ** 运算符 (Python 3.5+)

dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 3, 'c': 4}

merged = {**dict1, **dict2}
print(merged)  # {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}

使用 | 运算符 (Python 3.9+)

dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 3, 'c': 4}

merged = dict1 | dict2
print(merged)  # {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}

2. 字典比较

比较两个字典是否相等或包含相同元素:

dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'a': 1, 'b': 2}
dict3 = {'a': 1, 'b': 3}

# 判断字典是否相等
print(dict1 == dict2)  # True
print(dict1 == dict3)  # False

# 检查键是否存在
print('a' in dict1)    # True
print('c' in dict1)    # False

# 检查值是否存在
print(2 in dict1.values())  # True
print(5 in dict1.values())  # False

3. 键值操作

高效处理字典的键和值:

获取所有键

student = {'name': 'Alice', 'age': 20, 'city': 'London'}

# 获取所有键
keys = student.keys()
print(list(keys))  # ['name', 'age', 'city']

获取所有值

values = student.values()
print(list(values))  # ['Alice', 20, 'London']

获取键值对

items = student.items()
print(list(items))  
# [('name', 'Alice'), ('age', 20), ('city', 'London')]

4. 字典推导式

使用字典推导式可以高效地创建和转换字典:

# 创建平方字典
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = {num: num**2 for num in numbers}
print(squares)  # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}

# 转换字典键为大写
student = {'name': 'Alice', 'age': 20}
upper_case = {key.upper(): value for key, value in student.items()}
print(upper_case)  # {'NAME': 'Alice', 'AGE': 20}

# 条件过滤
scores = {'Alice': 85, 'Bob': 60, 'Charlie': 72, 'David': 90}
passed = {name: score for name, score in scores.items() if score >= 70}
print(passed)  # {'Alice': 85, 'Charlie': 72, 'David': 90}

5. 嵌套字典操作

处理多层嵌套字典的高级技巧:

company = {
    'manager': {
        'name': 'Alice',
        'age': 35,
        'team': ['Bob', 'Charlie']
    },
    'department': 'Engineering'
}

# 访问嵌套值
print(company['manager']['name'])  # Alice

# 修改嵌套值
company['manager']['age'] = 36

# 添加嵌套键
company['manager']['title'] = 'Senior Manager'

# 遍历嵌套字典
for key, value in company.items():
    if isinstance(value, dict):
        print(f"{key}:")
        for sub_key, sub_value in value.items():
            print(f"  {sub_key}: {sub_value}")
    else:
        print(f"{key}: {value}")

高级字典操作技巧

默认值处理

# 使用 get() 避免 KeyError
student = {'name': 'Alice', 'age': 20}
print(student.get('email', 'N/A'))  # N/A

# 使用 setdefault() 设置默认值
student.setdefault('courses', [])
print(student)  # {'name': 'Alice', 'age': 20, 'courses': []}

字典排序

scores = {'Bob': 75, 'Alice': 92, 'Charlie': 80}

# 按键排序
sorted_by_key = dict(sorted(scores.items()))
print(sorted_by_key)  # {'Alice': 92, 'Bob': 75, 'Charlie': 80}

# 按值排序
sorted_by_value = dict(sorted(scores.items(), key=lambda x: x[1]))
print(sorted_by_value)  # {'Bob': 75, 'Charlie': 80, 'Alice': 92}

字典计数

from collections import defaultdict, Counter

# 使用 defaultdict 自动初始化
word_counts = defaultdict(int)
for word in ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'apple']:
    word_counts[word] += 1
print(dict(word_counts))  # {'apple': 3, 'banana': 2, 'orange': 1}

# 使用 Counter 快速计数
counts = Counter(['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'apple'])
print(counts)  # Counter({'apple': 3, 'banana': 2, 'orange': 1})

总结:Python字典运算核心要点

  • 字典合并:掌握update()、**运算符和|运算符三种方法
  • 字典比较:使用==运算符比较字典内容,使用in检查键/值存在
  • 键值操作:熟练使用keys()、values()和items()方法
  • 字典推导式:高效创建和转换字典的优雅方法
  • 嵌套字典:多层字典的访问和修改技巧
  • 高级技巧:使用get()/setdefault()处理缺失值,排序和计数操作

最佳实践建议: 在处理大型字典时,优先选择字典推导式和内置方法以提高性能;对于复杂的字典操作,考虑使用collections模块中的专用字典类型(如defaultdict, OrderedDict)。

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