字典 dictionary

字典 ( dictionary )跟串列类似，都能作为储存数据的容器，可以放入字串、整数、布尔、串列或字典，顾名思义就像“查询用的字典”一样，透过要查询的“键 key”( 关键字 )，就能够查询到对应的“值 value”( 解释说明 )，也是使用频率相当高的数据型态。

快速导览：建立字典、读取字典、修改字典、删除字典、结合字典、取得所有键和值、使用 in 检查键 、复制字典

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

建立字典

建立字典有两种方法，建立时必须要包含“键 key”和“值 value”两个项目，键在左侧，值在右侧。

字典和串列的差别在于串列有“顺序性”，串列中的项目都有各自的索引值 offset，但字典中的项目没有顺序性，是按照键 key 的位置来做纪录。

• 大括号 {}

  使用大括号建立字典是最常见的建立字典方式，使用方式为“{'鍵':值}”，键必须是“字串”，前后必须加上“引号”，值则可以是任意的 Python 对象 ( 字串、数字、串列、字典...等 )，不同键值中间使用逗号“,”分隔。

  下方的程序码，第一个键为 name 值为字串 oxxo，第二个键为 age 值为数字 18，第三个键为 eat 值为串列，最后印出 a 的 type 型别是 dict 字典。

  a = {'name':'oxxo','age':18,'eat':['apple','banana']}
  print(type(a));    # <class 'dict'>
  

  单纯只要使用大括号，可以建立一个空的字典。

  a = {}
  print(type(a));   # <class 'dict'>
  

• dict()

  使用 dict() 建立字典使用“dict(鍵=值)”，注意键的前后“不需要加上引号”。

  a = dict(name='oxxo', age=18, eat=['apple','banana'])
  print(a)          # {'name': 'oxxo', 'age': 18, 'eat': ['apple', 'banana']}
  print(type(a));   # <class 'dict'>
  

  dict() 函数除了可以建立字典，也可以将有“两个值的二维串列或 tuple”转换成字典，转换时会将第一个值当作键，第二个当成值。

  a = [['x','100'],['y','200'],['z','300']]
  b = dict(a)
  print(b)    # {'x': '100', 'y': '200', 'z': '300'}
  

  如果是“双字元”的字串串列或 tuple，也可以使用 dict() 转换成字典。

  a = ['ab','cd','ef']
  b = dict(a)
  print(b)    # {'a': 'b', 'c': 'd', 'e': 'f'}
  

读取字典

读取字典的项目时，有别于串列或 tuple 使用索引值 offset，只要知道字典的键，就能读取对应的值。

• 中括号 []

  使用“字典['鍵']”的方式，就能读取对应的值，如果读取到的是串列或 tuple，就可以使用读取串列或 tuple 的方式取出对应的项目，例如下方程序的变数 c，先取出串列，接着再取出串列的第一个项目。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18, 'eat':['apple','banana']}
  b = a['name']
  c = a['eat'][0]
  print(b)   # oxxo
  print(c)   # apple
  

• get()

  使用中括号取值时，如果没有对应的键，就会发生错误，如果要避免这种情况，就可以使用 get() 函数来取值，使用方法为“get('鍵')”，如果有键就会回传值，如果找不到键，就会回传 None。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18, 'eat':['apple','banana']}
  b = a.get('name')
  c = a.get('school')
  print(b)   # oxxo
  print(c)   # None
  

修改字典

字典内的所有元素都是可以修改的，修改的方法有两种：

• 中括号 []

  透过“字典['鍵']=新值”的方式，就能够将字典中某个键对应的值，修改为新的值，下方程序码将 name 换成 XXXX，age 换成 100。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  a['name'] = 'XXXX'
  a['age'] = 100
  print(a)   # {'name': 'XXXX', 'age': 100}
  

  如果修改字典时，键不存在于字典中，会直接加入一个新的键和值，例如下方程序码，原本的字典中没有 ok 这个键，所以执行后就会将键为 ok 值为 True 的项目加入字典中。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  a['name'] = 'XXXX'
  a['age'] = 100
  a['ok'] = True
  print(a) # {'name': 'XXXX', 'age': 100, 'ok': True}
  

• setdefault()

  setdefault() 函数用法和 get() 类似，都是可以取出某个键的值，但如果字典中没有对应的键，执行 setdefault() 就会将新的键和值加入字典中，使用的方式为“setdefault('鍵',值)”，第二个值只针对“新的键”才有作用，下方的程序码，变数 b 取得的值仍然是 18 ( 因为 a 原本的 age 就是 18 )，但 c 取到 True 之后，字典 a 里就会加入 ok 为 True 的项目。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  b = a.setdefault('age', 100)
  c = a.setdefault('ok', True)
  print(a)   # {'name': 'oxxo', 'age': 18, 'ok': True}
  print(b)   # 18
  print(c)   # True
  

删除字典

删除字典有三种做法，包含了删除个别的键值，清空个字典或将整个字典移除：

• del

  使用“del 字典['鍵']”可以删除字典中个别的键值，如果使用“del 字典”，则会将整个字典删除 ( 从内存中消失 )，下方程序码可以看出，删除了键为 name 的字典 a，只剩下 age 一个键，不过如果删除了整个字典 b，读取 b 时就会发生错误。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  del a['name']
  print(a)   # {'age': 18}
  
  b = {'name':'oxxo', 'age':18}
  del b
  print(b)   # name 'b' is not defined
  

• pop()

  使用“pop('鍵')”可以将字典中某个键“取得并移出”，如果没有赋值给任何变数，这个键值就会删除，下方程序码会将 name 从字典 a 中取出并移除，并将 name 赋值给 b ( 注意，有别于串列的 pop() 可为空，字典的 pop('键') 操作一定要有键，不然会发生错误 )。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  b = a.pop('name')
  print(a)   # {'age': 18}
  print(b)   # oxxo
  

• clear()

  使用“字典.clear()”可以将字典中所有项目删除，变成一个空的字典。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  a.clear()
  print(a)   # {}
  

结合字典

如果要将多个字典结合成一个字典，Python 提供两种方法：

• 两个星号＊＊

  使用两个星号“**字典”，会将字典拆解为 keyword arguments 列表，再透过大括号组合，就可以将不同的字典结合为新的字典，下面的程序码，a、b、c 就会结合成 d。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  b = {'weight':60, 'height':170}
  c = {'ok':True}
  d = {**a, **b, **c}
  print(d)   # {'name': 'oxxo', 'age': 18, 'weight': 60, 'height': 170, 'ok': True}
  

• update()

  使用“字典1.update(字典2)”，会将字典 2 的内容与字典 1 结合，下面的程序码，会将 b 和 c 依序和 a 结合。

  a = {'name':'oxxo', 'age':18}
  b = {'weight':60, 'height':170}
  c = {'ok':True}
  a.update(b)
  a.update(c)
  print(a)   # {'name': 'oxxo', 'age': 18, 'weight': 60, 'height': 170, 'ok': True}
  

取得所有键和值

字典由键和值组成，透过“字典.keys()”能够将所有的键取出变成“dict_keys()”，透过“字典.values()”能够将所有的值取出变成“dict_values()”，两者都可以透过串列或 tuple 的方法，转换成串列或 tuple。

a = {'name':'oxxo', 'age':18, 'weight':60, 'height':170}
b = a.keys()
c = a.values()
print(b)         # dict_keys(['name', 'age', 'weight', 'height'])
print(c)         # dict_values(['oxxo', 18, 60, 170])
print(list(b))   # ['name', 'age', 'weight', 'height']
print(list(c))   # ['oxxo', 18, 60, 170]

使用 in 检查键

in 可以判断某个键是否存在于字典中，使用方法为“鍵 in 字典”，如果字典中存在这个键，就会回传 True，如果不存在，就回传 Fasle。

a = {'apple':10, 'banana':20, 'orange':30}
print('apple' in a)   # True
print('grap' in a)    # False

复制字典

Python 提供两种复制字典的方法：

• copy()

  copy() 可以快速复制一个新的字典，使用方式为“字典.copy()”。

  a = {'x':10, 'y':20, 'z':30}
  b = a.copy()
  print(b)   # {'x': 10, 'y': 20, 'z': 30}
  

• deepcopy()

  copy() 的方法只能针对“项目内容不会发生变化”的字典，如果字典的“深层内容”会发生变化，就会出现奇怪的现象，举例来说，下方的程序码执行后，当 a 改变时理应不该影响到 b，但执行结果却发现 b 的内容也跟着改变了。

  a = {'x':10, 'y':20, 'z':[100,200,300]}
  b = a.copy()
  a['z'][0] = 999
  print(a)   # {'x': 10, 'y': 20, 'z': [999, 200, 300]}
  print(b)   # {'x': 10, 'y': 20, 'z': [999, 200, 300]}
  

  如果要解决这个问题，就必须要 import copy() 模组，使用 deepcopy() 进行深度复制，就能产生一个完全独立的新串列。

  import copy
  a = {'x':10, 'y':20, 'z':[100,200,300]}
  b = copy.deepcopy(a)
  a['z'][0] = 999
  print(a)   # {'x': 10, 'y': 20, 'z': [999, 200, 300]}
  print(b)   # {'x': 10, 'y': 20, 'z': [100, 200, 300]} 使用 deepcopy 的沒有被改變
  

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