Python dict和set的操作

字典

字典（dict），一种映射对象（mapping）类型，键值对的容器。

五种创建方法

创建 dict 的方法很简单，使用一对中括号 {}，键值对中间用冒号，每项间使用逗号分割。

1. 直接使用{}创建

>>> empty = {}
>>> empty
{}
>>> dic = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
>>> dic
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

2. 使用dict()构造函数

>>> dict(a=1, b=2, c=3)
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

3. 键值对 + 关键字参数

第一个参数为字典，后面是一系列关键字参数，如 c=3：

>>> dict({'a':1, 'b':2}, c=3, d=4)
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

4. 可迭代对象

列表，元素又为一个元组，后面再加一系列关键字参数。

>>> dict([('a',1), ('b',2)], c=3)
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

5. fromkeys()方法

已知键集合（keys），values 为初始值：

>>> {}.fromkeys(['k1', 'k2', 'k3'], [1, 2, 3])
{'k1': [1, 2, 3], 'k2': [1, 2, 3], 'k3': [1, 2, 3]}
>>> {'a':1, 'b':2}.fromkeys(['c', 'd'], [1, 2])
{'c': [1, 2], 'd': [1, 2]}

遍历字典

>>> d = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
>>> for key, val in d.items():
...     print(key, val)
...
a 1
b 2
c 3

获取所有键集合（keys）

# 方法一：
>>> set(d)
{'c', 'b', 'a'}
# 方法二：
>>> set(d.keys())
{'c', 'b', 'a'}

获取所有值集合（values）

>>> set(d.values())
{1, 2, 3}

判断键是否在字典中

# 判断键 c 在 d 中？
>>> if 'c' in d:
...     print('键c在字典d中')
...
键c在字典d中
# 判断键 c 不在 d 中？
>>> if 'e' not in d:
...     print('键e不在字典d中')
...
键e不在字典d中

获取某键对应的值

>>> d.get('c')
3

添加、修改或删除一个键值对

# 添加元素
>>> d['c'] = 3
>>> d
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
# 修改元素
>>> d['c'] = 4
>>> d
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 4}
# 删除一个键值对，方法1
>>> del d['c']
>>> d
{'a': 1, 'b': 2}
# 删除一个键值对，方法2
>>> d.pop('b')
2
>>> d
{'a': 1}

字典视图

字典自带的三个方法 d.items()、d.keys()、d.values()，分别返回如下对象：

>>> d = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
>>> d
{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
>>> d.keys()
dict_keys(['a', 'b', 'c'])
>>> d.values()
dict_values([1, 2, 3])
>>> d.items()
dict_items([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

它们都是原字典的视图，修改原字典对象，视图对象的值也会发生改变。

a = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
# 创建字典的键集合视图
key_lst = a.keys() 

代码可视图如下所示：

删除键 b，由代码执行可视化图可看到，视图对象 key_lst 值也发生改变。

items()，也是返回一个视图对象：

a = {'a':1, 'b':2, 'c':3}
items = a.items()

修改字典，可看到视图对象 items 的值也会改变：

a['c']=4

字典的键

所有对象都能作为字典的键吗？

如果一个列表对象 lst 试图作为字典的键，会出现什么问题。

下面，实验一下：

>>> lst = [1,2]
>>> d = {lst:'ok?'}
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

会抛出如上 TypeError 异常：不可哈希的类型 list。

因为列表是可变对象，而可变对象是不可哈希的，所以会抛出如上异常。

结论：可哈希的对象才能作为字典的键，不可哈希的对象不能作为字典的键。

集合

集合是一种不允许元素出现重复的容器。

创建

与字典（dict）类似，集合（set）也是由一对花括号（{}）创建。但是，容器内的元素不是键值对。

a = {1, 2, 3}

示意图如下：

同字典类似，集合内的元素必须是可哈希类型（hashable）。

这就意味着 list、dict 等不可哈希的对象不能作为集合的元素。

>>> {[1, 2]}
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

另一种创建集合的方法，是通过 Python 的内置的 set 函数，参数类型为可迭代对象 Iterable。

>>> set([1, 3, 5, 7])
{1, 3, 5, 7}

常用方法

集合自带的方法与数学中的集合操作比较类似，提供查找集合间的并、交、差集、子集判断。

求并集union

>>> a = {1, 3, 5, 7}
>>> b, c = {3, 4, 5, 6}, {6, 7, 8, 9}
>>> d = a.union(b, c)
>>> d
{1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

求差集difference

>>> a = {1, 3, 5, 6}
>>> b, c = {3, 4, 5, 6}, {6, 7, 8, 9}
>>> d = a.difference(b, c)
>>> d
{1}

求交集intersection

>>> a = {1, 3, 5, 7}
>>> b, c = {3, 4, 5, 6}, {6, 7, 8, 9}
>>> d = a.intersection(b, c)
>>> d
{}

a 是 b 的子集吗？issubset

>>> a = {1, 3, 5, 7}
>>> b = {3, 4, 5, 6}
>>> a.issubset(b)
False
>>> a.issubset(a)
True
>>> a.issubset({1, 3, 5, 7, 8})
True