Python基础（四）--字典与集合

1 字典

1.1 什么是字典

字典提供的是一种映射存储的方式。字典分为两个部分，一个是键（key），一个是key所关联的值（value）。，一个键关联（或绑定）一个值，称为键值对。字典就是以键值对的形式来存储数据的。

1.2 字典的创建

（1）使用键值对创建：d = {“a”: “aaa”, “b”: “bbb”}

（2）使用元组的列表创建：d = dict(zip(iter1, iter2)) 或 d = dict([(“a”, “aaa”), (“b”, “bbb”)])

（3）使用dict()函数创建：d = dict(a=“aaa”, b=“bbb”)

# 创建空字典
d = {}
print(type(d))
# 使用键值对创建，字典的键值之间用：分隔，键值对之间用，分隔
d = {"a":"aaa", "b":"bbb"}
print(d)
# 使用元组的列表创建，提供含有元组的列表，列表中的内个元素都是一个元组，每个元组含有两个元素，
# 索引为0的元素指定key（键），索引为1的元素指定为value
d = dict([("a", "aaa"), ("b", "bbb")])
print(d)
# 使用zip
a = [1,2,3]
b = ['a','b','c']
d = dict(zip(a,b))
print(d)
# 使用dict()函数创建：
d = dict(a="aaa", b="bbb")
print(d)
# 查找key所对应的value,不存在则报错
print(d["a"])
# 给字典新增或修改键，取决于字典中是否存在指定的key，不存在则新增，存在则更新
d["c"]="ccc"
print(d)

1.3 字典的特征

（1）字典的键必须是不可变，可哈希的类型

（2）字典的键是不可重复的，如果重复存储的时候没问题，但是查找的时候会出问题，不知道查找哪一个

（3）字典中的键值对不保证有序性

注意：不同的key不一定产生不同的哈希码，但是不同的key产生不同的哈希码能够减少哈希冲突。哈希冲突的解决方式就是加上一个链，再冲突再产生一个链。在查找的时候就要进行比较

d = {"a":"aaa", "b":"bbb"}
# 字典的键必须是不可变，可哈希的类型
li = [1,2,3]
# d[li] = "list" 列表是不可哈希的类型，因为列表是可变的类型，所以这是错误的
# 字典的键是不能重复的
d = {"a":"aaa", "a":"bbb"}
print(d)

1.4 常用方法

方法名	描述
get(key[, default])	返回键所绑定的值，第二个参数当键不存在时返回的值。与x[key]的区别在于，get在键不存在的时候不会产生错误，返回None
pop(key[, default])	删除与参数指定的键相同的值，返回该键所绑定的值，如果指定的键不存在，则会产生错误。
keys()	返回字典中所有键key
values()	返回字典中所有的值value
items()	返回字典中所有的键值对，每个键值对为一个元组
clear()	删除字典中所有的键值对
setdefault(key[, default]))	指定key与value，默认为None，如果字典中不存在key，则将key与value键值对加入到字典中，如果字典中key已经存在，则不进行操作。方法返回key所对应的value
update([E,]**F)	使用参数指定的字典，更新当前的字典
popitem()	随便删除字典中的一组键值对，返回删除键值对的元组
fromkeys(iterable,value=None)	创建一个新的字典，使用参数（可迭代对象）中每一个元素作为key，第二个参数作为所有key的value，没提供默认为None
copy()	对当前字典进行复制

1.5 字典的运算

符号	说明
e in x	如果x中存在e键，返回True，否则返回False。
e not in x	如果x中不存在e键，返回True，否则返回False。
x 比较 y	比较两个字典中的键值对（==，!=）判断两个字典是否为同一个字典（is，is not）
x 布尔 y	与数值类型的布尔运算规则相同（返回两个字典中的一个）

字典不支持 >= 与 <= 运算。len函数也可以应用与字典类型，返回字典中键值对的个数。

1.6 字典遍历

（1）使用keys方法遍历

（2）使用item方法遍历（一种是for中使用元组变量，另外一种是for中使用两个变量，元组拆包）

d = {"a":"aaa","b":"bbb","c":"ccc"}
# 字典的遍历
for k in d.keys():print(k,end=" ")
print()for i in d.items():print(i[0], i[1],end=" ")
print()for a,b in d.items():print(a,b, end=" ")
print()

1.7 字典推导式

当我们需要创建一个字典，其键与值存在于其他字典（或可迭代对象）中时，我们就可以使用字典推导式来完成。

# 字典的推导式
li = list(range(1,10))
d = {k:k+1 for k in li}
print(d)

2 集合

2.1 什么是集合

集合可以包含一组元素，与字典类似，也是使用{}来表示。不同的是，字典存储的是一组键值对，而集合存储的是单一元素。

2.2 集合的特征

（1）集合中不能有重复的元素

（2）集合中不保证元素是有顺序的

（3）集合中的元素必须是可哈希类型

2.3 集合的创建

集合存储的是单一元素。如：s = {1, 2, 3}

如果在创建集合时，指定了重复的元素，则重复的元素会自动的去除。如果想要创建一个空的集合，不能使用：

s = {}而是需要使用：s = set()。因为前者创建的不是空的集合，而是空的字典。

# 集合使用set表示
# 集合类型与字典一样使用{}表示，但是字典存储的是键值对，而集合存储的是单一元素
s = {"a","aaa"}
print(type(s))
# {}表示一个空字典而不是空集合
print(type({}))
# 创建空集合的方式是使用set函数
print(type(set()))

2.4 常用方法

方法名	描述
add(elem)	向集合中插入参数指定的元素
remove(elem)	删除集合中参数指定的元素，元素不存在则产生错误
discard(elem)	删除集合中参数指定的元素，元素不存在则不进行操作
pop()	删除并返回集合中的任意一个元素
clear()	删除集合中的所有元素
copy()	对集合进行复制并返回
difference(*s)	返回当前集合中存在，但是参数集合中不存在的元素，以集合返回两个集合的差集，当前集合不会发生改变
difference_update(*s)	功能与difference相同，但是会改变当前的集合
intersection(*s)	返回当前集合中存在，也在参数集合中存在的元素，以集合返回两个集合的交集，当前集合不会发生改变
intersection_update(*s)	功能与intersection相同，但是会改变当前的集合
union(*s)	返回在当前集合中，或者在参数集合中的元素，以集合返回两个集合的并集，当前集合不会发生改变
update(*s)	功能与union相同，但是会改变当前的集合
symmetric_difference(s)	返回在当前集合中存在，或者在参数集合中存在的元素，但是不同时在两个集合中的元素，以集合返回两个集合的对称差集集，当前集合不会发生改变
symmetric_difference_update(s)	功能与symmetric_difference相同，但是会改变当前的集合
isdisjoint(s)	判断当前集合与参数集合是否交集为空，是则返回True，否则返回False
issubset(s)	判断当前集合是否是参数集合的子集，是则返回True，否则返回False
issuperset(s)	判断当前集合是否是参数集合的父集，是则返回True，否则返回False

2.5 集合的运算

符号	说明
e in x	如果x中存在e键，返回True，否则返回False。
e not in x	如果x中不存在e键，返回True，否则返回False。
x & y	返回x与y的交集，相当于x. intersection(y)。
x \| y	返回x与y的并集，相当于x.union(y)。
x - y	返回x与y的差集，相当于x. difference(y)。
x ^ y	返回x与y的对称差集，相当于x. symmetric_difference(y)。
x 比较 y	比较两个集合中的元素是否一致（==，!=）。比较x是否为y的父集（子集）（>，>=，<=，<）判断两个集合是否为同一个集合（is，is not）
x 布尔 y	与数值类型的布尔运算规则相同（返回两个集合中的一个）

2.6 集合推导式

# 集合推倒式
s = {i for i in range(10)}
print(s)

3 布尔类型转换与格式化输出

3.1 布尔类型转换

在Python中，任意类型都能够转换为布尔类型（我们可以通过bool函数进行转换），因此，任意类型都可以作为if或while的表达式中进行条件判断。不过，我们没有必要进行显式的转换，一切类型判断都可以隐式进行。

类型	True	False
int	非0值	0
float	非0值	0.0
complex	非0值	0j
序列（list，tuple，str，bytes）	非空序列（至少一个元素）	空序列（没有元素）
dict	非空字典（至少一组键值对）	空字典（没有键值对）
set	非空集合（至少一个元素）	空集合（没有元素）

3.2 格式化输出

（1）%的形式---旧式格式化

在字符串对象后，可以使用%来进行格式化，格式如下：

格式化字符串%（值的元组或字典）

格式化字符串中的占位符格式为：% [(关键字)][转换标记][最小宽度][.精度]转换格式

其中，%与转换类型是必选的，其他是可选的。

①%：指出这是占位符的开始。②关键字：用于匹配字典中的键，使用键所对应的值替换。③转换标记：可以指定“#”，“+”，“-”，“0”，“ ”（空格）。④最小宽度：指定数值最小占用的宽度。⑤.精度：指定小数的位数（注意前面存在小数点）。⑥转换类型：指定具体要转换成哪种类型表示。

转换格式如下：

格式	说明
d，i，u	有符号十进制格式。其中u已经不建议再使用。
o	有符号八进制格式。
x	有符号十六进制格式。（10 ~ 15使用a ~ f）
X	有符号十六进制格式。（10 ~ 15使用A ~ F）
f	浮点格式，精度默认为6。（NaN与无穷大会显示为nan与inf）
F	浮点格式，精度默认为6。（NaN与无穷大会显示为NAN与INF）
e	科学计数法格式，精度默认为6（指数使用e）。
E	科学计数法格式，精度默认为6（指数使用E）。
g	假设将数值转换成指数格式，如果数值指数值小于-4或者大于等于精度值（默认为6），则使用科学计数法格式，否则使用浮点格式（指数使用e）。
G	假设将数值转换成指数格式，如果数值指数值小于-4或者大于等于精度值（默认为6），则使用科学计数法格式，否则使用浮点格式（指数使用E）。
c	单字符格式，可以是单个字符或者整数值。
a	将Python对象使用ascii函数转换成字符串格式。
s	将Python对象使用str函数转换成字符串格式。
r	将Python对象使用repr函数转换成字符串格式。
%	转换成普通的%字符

转换标记如下：

标记	说明
#	在八进制或十六进制前添加前缀。在f，F，e，E格式下会始终保留小数点（即使没有小数）。在g，G模式下会始终保留小数点（即使没有小数），同时，不会像其他情况下那样删除尾部的0。
‘ ‘（空格）	对正数，会留出一个空格。
+	对数值类型，会在前面添加一个+或-。如果与‘ ’（空格）同时指定，会覆盖‘ ’（空格）的设置。
0	对数值类型，如果宽度不足，左侧使用0填充。
-	对结果左对齐。如果与0同时指定，会覆盖0的设置。

使用关键字：当提供关键字时，替换值需要提供一个字典类型。使用字典中key与关键字匹配，然后提取key对应的value进行替换。

动态模板：最小宽度与精度可以指定*值，表示使用元组中下一个值来指定宽度或精度。这有利于我们动态来指定数值，让格式化字符串（模板）更加灵活。

（2）str类的format---新式格式化

从Python2.6（Python2版本）与Python3.0（Python3版本）起，str可以使用format方法来进行格式化，相比于以前的%形式，这种方式称为新式格式化。形式为：

格式化字符串.format(替换值)

格式化字符串使用{}作为占位符，然后使用format方法的参数进行替换。占位符的格式如下：

{[字段名][!转换类型][:格式说明]}

三个部分都是可选的。

（3）格式化字符串常量