3.4 字典与集合
字典是Python中的一种数据结构，它无序、可变，保存的内容以键-值对的形式存放。Python中的字典类似于我们日常生活中的新华字典，它把拼音和汉字关联起来，通过音节表我们可以快速找到想要的汉字。其中，新华字典里的音节表相当于键（key），对应的汉字相当于值（value）。键是唯一的，值可以有多个。字典在定义一个包含多个命名字段的对象时很有用。
说明
Python中的字典相当于Java或者C++中的Map对象。
字典的主要特征如下：
通过键而不是通过索引来读取。字典有时也称为关联数组或者散列表（hash），它通过键将一系列的值联系起来，这样就可以通过键从字典中获取指定项，但不能通过索引来获取。
字典是任意对象的无序集合。字典是无序的，各项是从左到右随机排序的，即保存在字典中的项没有特定的顺序。这样可以提高查找顺序。
字典是可变的，且可以任意嵌套。字典可以在原处增长或者缩短（无须生成一份备份），且支持任意深度的嵌套（即其值可以是列表或其他字典）。
字典中的键必须唯一。不允许同一个键出现两次，如果出现两次，则后一个值会被记住。
字典中的键不可变。可以使用数字、字符串或者元组，但不能使用列表。
3.4.1 字典的定义
定义字典时，每个元素都必须包含两部分—键和值。例如，一个保存水果信息的字典，键可以是水果名称，值可以是水果价格，如图3.45所示。
图3.45 字典示意图
创建字典时，在键和值之间使用冒号分隔，相邻两个元素使用逗号分隔，所有元素放在一对大括号“{}”中。语法格式如下：
dictionary = {'key1':'value1', 'key2':'value2', …, 'keyn':'valuen',}
参数说明：
dictionary：字典名称。
key1,key2,…,keyn：元素的键。必须是唯一的，并且不可变。可以是字符串、数字或者元组。
value1,value2,…,valuen：元素的值。可以是任何数据类型，不要求唯一性。
例如，创建一个保存通讯录信息的字典，可以使用下面的代码：
dictionary = {'qq':'84978981','明日科技':'84978982','无语':'0431-84978981'}
print(dictionary)
执行结果如下：
{'qq': '84978981', 'mr': '84978982', '无语': '0431-84978981'}
同列表和元组一样，也可以创建空字典。在Python中，可以使用下面两种方法创建空字典。
dictionary = {}
dictionary = dict()
dict()方法除了可以创建一个空字典外，还可以通过已有数据快速创建字典，主要形式有以下3种。
1．通过映射函数创建字典
语法格式如下：
dictionary = dict(zip(list1,list2))
参数说明：
dictionary：字典名称。
zip()函数：用于将多个列表或元组对应位置的元素重新“打包”，组合为新的元组，并返回包含这些内容的zip对象。如果想得到元组，可以将zip对象使用tuple()函数进行转换；如果想得到列表，则可以使用list()函数进行转换。
list1：一个列表，用于指定待生成字典的键。
list2：一个列表，用于指定待生成字典的值。如果list1和list2的长度不同，则与最短的列表长度相同。
2．通过给定的关键字参数创建字典
语法格式如下：
dictionary = dict(key1=value1,key2=value2,…,keyn=valuen)
参数说明：
dictionary：字典名称。
key1,key2,…,keyn：表示参数名，必须是唯一的，并且符合Python标识符的命名规则。该参数将被转换为字典的键。
value1,value2,…,valuen：表示参数值，可以是任何数据类型，不要求必须唯一。该参数将被转换为字典的值。
例如，将名字和星座以关键字参数的形式创建一个字典，可以使用下面的代码：
dictionary =dict(绮梦 = '水瓶座', 冷伊一 = '射手座', 香凝 = '双鱼座', 黛兰 = '双子座') print(dictionary)
执行结果如下：
{'绮梦': '水瓶座', '冷伊一': '射手座', '香凝': '双鱼座', '黛兰': '双子座'}
3．通过fromkeys()方法创建
还可以使用dict对象的fromkeys()方法创建值为空的字典，语法如下：
dictionary = dict.fromkeys(list1)
参数说明：
dictionary：字典名称。
list1：作为字典的键的列表。
例如，创建一个只包括名字的字典，可以使用下面的代码。
执行结果如下：
{'绮梦': None, '冷伊一': None, '香凝': None, '黛兰': None}
另外，还可以通过已经存在的元组和列表创建字典。例如，创建一个保存名字的元组和保存星座的列表，通过它们创建一个字典，可以使用下面的代码：
执行结果如下：
{('绮梦', '冷伊一', '香凝', '黛兰'): ['水瓶座', '射手座', '双鱼座', '双子座']}
如果将作为键的元组修改为列表，再创建一个字典，代码如下：
执行结果如图3.46所示。可见，错误出现在代码的第3行，用列表作为字典的键值时产生了异常。
图3.46 将列表作为字典的键时产生的异常
3.4.2 遍历字典
字典是以键-值对的形式存储数据的。Python提供了遍历字典的方法，通过遍历可以获取字典中的全部键-值对。
使用字典对象的items()方法可以获取字典的键-值对列表。其语法格式如下：
dictionary.items()
其中，dictionary为字典对象；返回值为可遍历的（键-值对）的元组列表。
要想获取到具体的键-值对，可以通过for循环遍历该元组列表。例如，定义一个字典，通过items()方法获取键-值对的元组列表，并输出全部键-值对，代码如下：
执行结果如下：
('qq', '84978981')
('明日科技', '84978982')
('无语', '0431-84978981')
上面的示例得到的是元组中的各个元素。如果想获取到具体的键和值，可以使用下面的代码进行遍历：
01 dictionary = {'qq':'4006751066','明日科技':'0431-84978982','无语':'0431-84978981'}
02 for key,value in dictionary.items():
03 print(key,"的联系电话是",value)
执行结果如下：
qq 的联系电话是 4006751066 明日科技 的联系电话是 0431-84978982 无语 的联系电话是 0431-84978981
说明
Python中，字典对象还提供了values()和keys()方法，用于返回字典的值和键列表。其使用方法同items()方法类似，需要通过for循环遍历该字典列表，获取对应的值和键。
3.4.3 集合简介
Python提供了两种创建集合的方法，一种是直接使用{ }创建；另一种是通过set()函数将列表、元组等可迭代对象转换为集合。
1．使用赋值运算符直接创建集合
在Python中，创建set集合可以像创建列表、元组和字典一样，通过直接将集合赋值给变量来实现。语法格式如下：
setname = {element 1,element 2,…,element n}
参数说明：
setname：集合名称，可以是任何符合Python命名规则的标识符。
elemnet 1,elemnet 2,…,elemnet n：集合中的元素。个数没有限制，只要是Python支持的数据类型就可以。
注意
创建集合时，使用的也是大括号“{}”。如果输入了重复的元素，Python会自动只保留一个。
例如，下面的代码将创建3个集合并打印输出。
01 set1 = {'水瓶座','射手座','双鱼座','双子座'}
02 set2 = {3,1,4,1,5,9,2,6}
03 set3 = {'Python', 28, ('人生苦短', '我用Python')}
04 print(set1)
05 print(set2)
06 print(set3)
执行结果如下：
{'水瓶座', '双子座', '双鱼座', '射手座'}
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 9}
{'Python', ('人生苦短', '我用Python'), 28}
说明
Python中的set集合是无序的，每次输出时元素的排列顺序可能都有所不同，不必在意。
2．使用set()函数创建集合
也可以使用set()函数将列表、元组等其他可迭代对象转换为集合。set()函数的语法格式如下：
setname = set(iteration)
参数说明：
setname：集合名称。
iteration：表示要转换为集合的可迭代对象，可以是列表、元组、range对象等。另外，也可以是字符串，如果是字符串，返回的集合将是包含全部不重复字符的集合。
例如，下面的代码将创建3个集合并打印输出。
01 set1 = set("命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。")
02 set2 = set([1.414,1.732,3.14159,3.236])
03 set3 = set(('人生苦短', '我用Python'))
04 print(set1)
05 print(set2)
06 print(set3)
执行结果如下：
{'不', '的', '望', '是', '给', '，', '我', '。', '酒', '会', '杯', '运', '们', '予', '而', '失', '机', '命', '之'}
{1.414, 3.236, 3.14159, 1.732}
{'人生苦短', '我用Python'}
可见，在创建集合时如果出现重复元素，将只保留一个。这里，第一个集合中的“是”和“之”都只保留了一个。
注意
在Python中，创建集合时推荐采用set()函数。另外，创建空集合只能使用set()函数，而不能使用大括号“{}”。这是因为Python中直接使用一对大括号“{}”表示创建一个空字典。