[Toc] # 第7章 dict的使用 又是一個周末！最近墨博士一直出差，小墨也忙于做暑假作業，就沒能繼續學Python，這天，墨哥哥看小墨作業已經差不多做完了，就想著再給小墨講講Python的內容。墨大俠都講了哪些東西呢？一起來看看吧。 時間：周日上午 地點：小墨家 墨哥哥：小墨，今天呢我再給你補充一些Python的內容怎么樣？ 小墨：太好啦！我幾天沒看Python，都有點想它了。 墨哥哥：好，那我以咱們家的一些書為例，來給你說說Python中dict數據類型的用法。 # [插畫：書架，類似下圖]  ## 7.1 為什么要使用dict 墨哥哥：比如現在有兩個list： ``` list1 = ['朝花夕拾', '繁星春水', '駱駝祥子', '西游記', '水滸傳', '三國演義'] list2 = ['魯迅', '冰心', '老舍', '吳承恩', '施耐庵', '羅貫中'] ``` 兩個list分別存儲名著和名著的作者，并且名著和其對應作者在list中的順序一致。 此時想查找“駱駝祥子”的作者是誰，應該如何做？ 小墨：嗯……，因為名著和其作者在兩個list中的順序一致，可以先找到“駱駝祥子”在“list1”中的順序，也就是下標，然后根據此下標從“list2”中取作者，就是“駱駝祥子”的作者啦。 墨哥哥：思路對了。參考代碼如下： ``` for i in range(len(list1)): if list1[i] == '駱駝祥子': print(list2[i]) ``` 注意這里的字符串是否相等的比較，也使用==就行。 接下來，考你幾個問題，聽好了小墨。 如果要添加新的名著和作者進來，比如添加“紅樓夢”和“曹雪芹”進來，如何做？ 小墨：list1中添加名著，list2中對應添加作者。 墨哥哥：那如果想刪除某個名著呢？ 小墨：list1中刪除名著，list2中刪除作者。 墨哥哥：添加時，如果添加名著成功了，但是添加作者失敗了，或者刪除時，刪除名著成功了，但是刪除作者失敗了，怎么辦？ 小墨：…… 墨哥哥：這樣的話，最大的問題就是原本順序一一對應的兩個列表，一下子全亂掉了。比如原本兩個列表中都有1000個值，現在要刪除第8個，名著刪除成功，list1剩999個數據，作者刪除失敗list2中還是1000個數據，此時從第8個開始往后的每一個數據都沒法再一一對應上了，如果類似這樣的問題出現了幾次，是不是就全亂套了？ 小墨：確實，下標亂了就沒法對應上了。這個問題如何解決呢？ 墨哥哥：如果兩個列表中的數據能統一操作，比如刪除成功就都成功，失敗就都失敗，就好了。 小墨：好了墨哥哥，別賣關子了，趕緊說說怎么解決吧。 墨哥哥：這個可以使用Python中的dict類型來解決。 ## 7.2 dict的寫法 墨哥哥：dict，全稱是dictionary，字典的意思。這是Python內置的一種數據類型，它不同于list的存儲一列數據，它存儲兩列數據，這也是它能夠使數據要么全成功要么全失敗的秘訣。 下面我們定義一個dict： ``` book_author_dict = {} ``` 這樣就定義好了。“book_author_dict”是我們定義的dict類型的變量的名稱，后面跟一對大括號。大括號中可以放入要存儲的數據，現在什么都沒有，稱為空dict。 放入數據時的定義如下： ``` book_author_dict = {'朝花夕拾': '魯迅'} ``` 此時“{'朝花夕拾': '魯迅'}”就是字典的內容，大括號中的數據組成“key:value”的形式，key和value之間用英文冒號“:”分割，這里的key稱為dict的“鍵”，value被稱為dict的“值”，兩個放在一塊稱為“鍵值對”。一個dict中可以放多個鍵值對，鍵值對和鍵值對之間用逗號“，”分隔，和list中類似，最后一個鍵值對后面的逗號可以有也可以沒有。比如： ``` book_author_dict = { '朝花夕拾': '魯迅', '繁星春水': '冰心', '駱駝祥子': '老舍', '西游記': '吳承恩', '水滸傳': '施耐庵', '三國演義': '羅貫中' } ``` 這就定義好了一個dict，它由6對鍵值對組成。 小墨：哦，那這個dict如何添加或刪除新數據呢？ 墨哥哥：別著急。還記得昨天我跟你說過的list中的數據管理方法有哪些嗎？ 小墨：增加、插入、刪除、修改和查詢。 墨哥哥：嗯增加和插入都是增加，所以對數據的管理無外乎就是增刪改查了。今天我也從這幾個方面來介紹一下dict的用法。 ## 7.3 dict的用法 ### 7.3.1 單個查找 墨哥哥：dict中的查找，是根據key查找value，可以通過dict[key]的格式取得value，例如： ``` # 查找朝花夕拾的作者 print(book_author_dict['朝花夕拾']) ``` 輸出： ``` 魯迅 ``` 也可以通過dict.get(key)的方式取得value： ``` print(book_author_dict.get('朝花夕拾')) ``` 當然，如果key不存在，則查找會報錯。 ### 7.3.2 添加 墨哥哥：dict的添加格式是：dict[key] = value，直接將value賦值一個新的key就可以了，如： ``` # 添加新的鍵值對 book_author_dict['紅樓夢'] = '曹雪芹' print(book_author_dict) ``` 直接輸出dict本身，輸出結果為： ``` {'朝花夕拾': '魯迅', '繁星春水': '冰心', '駱駝祥子': '老舍', '西游記': '吳承恩', '水滸傳': '施耐庵', '三國演義': '羅貫中', '紅樓夢': '曹雪芹'} ``` ### 7.3.3 修改 墨哥哥：如果一個key已經存在，這時又給這個key匹配了一個新的value，那么原鍵值對會被覆蓋，這個可以看做是修改功能，比如將朝花夕拾的作者由魯迅改為周樹人： ``` book_author_dict['朝花夕拾'] = '周樹人' print(book_author_dict) ``` 輸出： ``` {'朝花夕拾': '周樹人', '繁星春水': '冰心', '駱駝祥子': '老舍', '西游記': '吳承恩', '水滸傳': '施耐庵', '三國演義': '羅貫中', '紅樓夢': '曹雪芹'} ``` 從這里我們還可以得出一個結論：**dict中的key不可能重復（重復的被覆蓋掉了）** ### 7.3.4 刪除 墨哥哥：dict中刪除也使用pop()函數，括號中傳入key，也即根據key刪除整個鍵值對，如： ``` # 刪除紅樓夢這個key和曹雪芹這個value book_author_dict.pop('紅樓夢') print(book_author_dict) ``` 輸出： ``` {'朝花夕拾': '周樹人', '繁星春水': '冰心', '駱駝祥子': '老舍', '西游記': '吳承恩', '水滸傳': '施耐庵', '三國演義': '羅貫中'} ``` 這樣就達到了key和value一對數據一刪都刪的目的。 ### 7.3.5 查找全部的key 墨哥哥：除了上面的增刪改查，dict經常會需要查詢全部的key。配合for循環，查找全部的名著名稱的方法為： ``` for book in book_author_dict: print(book) ``` ### 7.3.6 查找所有key和value 墨哥哥：如果想查找dict全部的key和value，比如這里的查詢全部的名著和作者，則需要使用dict的items()方法，items()方法會得到所有的鍵值對，我們使用for循環把這些鍵值對一個一個的取出就可以了。 ``` for book, author in book_author_dict.items(): print('著作：%s，作者：%s' % (book, author)) ``` 好，以上呢就是dict的常見基礎用法，怎么樣小墨？ 小墨：內容都不難，但是我得自己做一遍，加深印象。 墨哥哥：編程就是多多練習。整好我準備了一道題，你來試試吧，做完之后我再帶你做個有意思的程序怎么樣？ 小墨：好啊好啊，我喜歡墨哥哥的游戲。 墨哥哥：好，那先來完成下面的練習吧。 > 練習：查找冰心的著作是什么 小墨：dict中并沒有根據value查找key的方法，而是只能根據key查找value，現在要想根據作者查找著作，可以先把原dict中的key和value全部取出來，然后value做key，key做value構建一個新的dict，在新的dict中就可以根據作者查找其著作了。 代碼如下： ``` # 圖書和作者的字典 book_author_dict = { '朝花夕拾': '魯迅', '繁星春水': '冰心', '駱駝祥子': '老舍', '西游記': '吳承恩', '水滸傳': '施耐庵', '三國演義': '羅貫中' } # 定義一個空的字典， author_book_dict = {} # 交換key和value組成新的字典 for book, author in book_author_dict.items(): author_book_dict[author] = book # 查找冰心的著作名稱 print(author_book_dict['冰心']) ``` ## 7.4 list和dict的綜合運用 墨哥哥：小墨，前面你已經學習了dict的基礎用法，學的不錯。現在呢再來看一個復雜的情況： 以 ``` book_author_dict = {'朝花夕拾': '魯迅'} ``` 為例，dict由key和value構成，也即dict只能存儲兩列數據，那如果我想存儲多列數據，比如書的價格，書的出版社等也想存起來，該怎么辦呢？ 可以調整一下思路，不再是key存書名，value存作者名，而是將書所有的信息全部作為value，然后給這些信息取個key對應，就像這樣： ``` book_dict = {'name': '朝花夕拾', 'author': '魯迅', 'price': '39.9￥', 'publishing': '北京未名出版社'} ``` 這樣的話，一個dict就表示一本書的相關信息。 此時問題就來了：一個dict表示一本書，那如何表示多本書呢？ ### 7.4.1 list和dict的嵌套表示 墨哥哥：還記得前面說的list嗎？list用于存儲一系列的數據，可以把每本書的信息看做是一個整體，然后存到list中來，其大致結構如下： ``` # 第一本書的信息 book_dict_1 = {} # 第二本書的信息 book_dict_2 = {} book_dict_3 = {} ... # 很多本書的信息 # 每本書的信息看做一個整體存在list中。 list = [book_dict_1, book_dict_2, book_dict_3...] ``` 這就是dict作為了list的元素，當然，還能再復雜一點，我們結合具體案例來說。 ### 7.4.2 角色選擇功能數據準備 墨哥哥：現在我們來編寫一個程序，綜合練習下這兩者相結合的用法。就來做個墨家村英雄榜吧。 # [插畫：墨家村英雄榜，類似下圖：]  小墨：墨家村英雄榜是什么，一個新游戲嗎？ 墨哥哥：很多角色扮演游戲中，用戶每次可以選擇不同角色，比如三國類的游戲中這一次你可以扮演諸葛亮，下一次你就可以扮演曹操了。我們要做的這個墨家村英雄榜就是模擬游戲中玩家挑選角色的功能。 小墨：哦，我懂了。用字典存儲角色的信息然后供玩家去挑選。 墨哥哥：真是聰明的小墨！下面我們開始。先來將1個角色的數據表示出來，我們以墨小小這個角色為例。 小墨：我又成游戲的主角了。 墨哥哥：還有你的小伙伴呢。 以墨小小為例，他有4個技能，這4個技能可以存成list也可以存成dict，這里我們存成list吧： ``` skills = ['一墨橫空', '墨渡迷津', '墨之縱橫', '墨下乾坤'] ``` 然后是墨小小的基本信息，如姓名、生命值、攻擊力防御力等，可以定義普通變量表示，我們隨便給個數值，如下： ``` name = '墨小小' # 姓名 hp = 1000 # 血量 mp = 800 # 魔法量 ap = 45 # 攻擊力 dp = 20 # 防御力 ``` 如果用一個dict表示墨小小，也即既有墨小小的基本信息，又有墨小小的技能列表，可以這樣做： ``` hero = { 'name': '墨小小', 'hp': 1000, 'mp': 800, 'ap': 45, 'dp': 20, 'skills': ['一墨橫空', '墨渡迷津', '墨之縱橫', '墨下乾坤'], } ``` 這就是將list作為dict的元素了。 小墨：哦，原來dict中的value可以是不同的類型，并且還可以是list類型呢。 墨哥哥：是的。好了，上面是墨小小一個人的信息，如果想表示多個人呢？就是將上述dict作為一個整體看，放入list中，如下： ``` hero1 = { 'name': '墨小小', 'hp': 1000, 'mp': 800, 'ap': 45, 'dp': 20, 'skills': ['一墨橫空', '墨渡迷津', '墨之縱橫', '墨下乾坤'], } hero2 = { 'name': '墨小妹', 'hp': 800, 'mp': 1000, 'ap': 50, 'dp': 18, 'skills': ['貂蟬拜月', '西施捧心', '昭君出塞', '貴妃醉酒'], } hero_list = [hero1, hero2] ``` 或者直接一步到位，省去定義變量的麻煩： ``` hero_list = [{ 'name': '墨小小', 'hp': 1000, 'mp': 800, 'ap': 45, 'dp': 20, 'skills': ['一墨橫空', '墨渡迷津', '墨之縱橫', '墨下乾坤'], }, { 'name': '墨小妹', 'hp': 800, 'mp': 1000, 'ap': 50, 'dp': 18, 'skills': ['貂蟬拜月', '西施捧心', '昭君出塞', '貴妃醉酒'], }] ``` 這時就是list中包含dict，dict中還包含有list的結構了。 小墨：這樣來看結構還挺復雜的。 墨哥哥：嗯。游戲中的角色一般都會按照職業分類，比如戰士、法師等。接下來我們先來開發分類查找的功能，也即能在所有角色中把全部戰士找出來，或把全部法師找出來等。 小墨：那要如何才能知道哪些角色是同一類的呢？ 'is_warrior': False, 'is_mage': False, 'is_hunter' 墨哥哥：問的好！為了能夠分類，我們需要將每個角色所屬的職業標示出來，可以用is_warrior表示是否是戰士，is_mage表示是否是法師，is_hunter表示是否是獵人，戰士、法師和獵人都是角色的種類。單個角色的數據如下： ``` { 'name': '墨小小', 'hp': 1000, 'mp': 800, 'ap': 45, 'dp': 20, 'skills': ['一墨橫空', '墨渡迷津', '墨之縱橫', '墨下乾坤'], 'is_warrior': True, 'is_mage': False, 'is_hunter': False } ``` 小墨：哦，這樣一個角色就能屬于多個分類了，如即使坦克又是戰士。 墨哥哥：是的。接著我們定義5個角色出來： ``` hero_list = [ {'name': '墨小小', 'hp': 1000, 'mp': 800, 'ap': 45, 'dp': 20, 'skills': ['一墨橫空', '墨渡迷津', '墨之縱橫', '墨下乾坤'], 'is_warrior': True, 'is_mage': False, 'is_hunter': False, }, {'name': '墨小妹', 'hp': 1200, 'mp': 700, 'ap': 35, 'dp': 21, 'skills': ['貂蟬拜月', '西施捧心', '昭君出塞', '貴妃醉酒'], 'is_warrior': True, 'is_mage': True, 'is_hunter': False, }, {'name': '墨大元', 'hp': 1100, 'mp': 600, 'ap': 38, 'dp': 17, 'skills': ['千里橫行', '寒刀斷水', '狂龍破日', '天地無情'], 'is_warrior': True, 'is_mage': False, 'is_hunter': True, }, {'name': '墨當歸', 'hp': 900, 'mp': 1100, 'ap': 44, 'dp': 17, 'skills': ['流水行云', '披云戴月', '翻云覆雨', '排山倒海'], 'is_warrior': False, 'is_mage': True, 'is_hunter': False, }, {'name': '墨魚兒', 'hp': 1000, 'mp': 1000, 'ap': 42, 'dp': 23, 'skills': ['小楫輕舟', '扁舟一葉', '大江似練', '滄波萬頃'], 'is_warrior': False, 'is_mage': False, 'is_hunter': True, } ] ``` 小墨：哇！小妹的技能好厲害！ ### 7.4.3 查找所有戰士的姓名 墨哥哥：接下來說說功能。我們知道，使用for循環可以把list中的每個元素都拿出來，方法是使用for x in list，這里得到的每個x就是list中的每個元素。 現在你看，hero_list就是一個list，我們當然可以使用for循環拿出它的每一個元素。拿出來的每一個元素是什么呢？ 小墨：hero_list中存的是5個角色，拿出的元素就是一個個的角色吧？ 墨哥哥：是的，而每一個角色的數據本身又是一個dict，也即拿出來的是5個dict。 針對每一個dict來說，我們可以通過is_warrior這個key取對應的value，如果是True，說明這個角色是戰士，此時我們再次通過name這個key取出它的名字就可以了。代碼如下： ``` for x in hero_list: if x.get('is_warrior'): print(x.get('name')) ``` 輸出結果為： ``` 墨小小 墨小妹 墨大元 ``` 小墨：哈哈墨妹妹也是戰士了。 墨哥哥：自己編寫的程序自己做主！ ### 7.4.4 獲取所有戰士的技能列表 墨哥哥：現在我們來獲取所有戰士的技能列表。 上面的代碼中x.get('name')就獲取了所有戰士的名字，那么我們把這里的name改成skills就可以獲取所有戰士的技能列表了。 ``` for x in hero_list: if x.get('is_warrior'): print(x['skills']) # get或[]，都可以通過key取value ``` 但是，此時x['skills']拿到的技能列表是個list類型，也即“['一墨橫空', '墨渡迷津', '墨之縱橫', '墨下乾坤']”，如果是想拿到具體的一個個技能，還需要對這個list再次循環取出。程序變成了： ``` for x in hero_list: if x.get('is_warrior'): print('*' * 10) print(x.get('name') + '的技能有：') for skill in x['skills']: print(skill) ``` 輸出結果為： ``` ********** 墨小小的技能有： 一墨橫空 墨渡迷津 墨之縱橫 墨下乾坤 ********** 墨小妹的技能有： 貂蟬拜月 西施捧心 昭君出塞 貴妃醉酒 ********** 墨大元的技能有： 千里橫行 寒刀斷水 狂龍破日 天地無情 ``` 這里的“print('\*' * 10)”作用是輸出10個星號，分割每個角色的技能列表，這樣方便我們觀察輸出。你看，Python中的乘法不光是數學上的相乘，還能用于字符串和數字相乘，表示復制出來多少份字符串。 現在的程序就寫成了for循環里嵌套了for循環，也稱為雙重for循環。小墨，你之前見過雙重for循環嗎？ 小墨：沒有。 墨哥哥：那看下這個案例，能更好的理解雙重for循環的執行過程： ``` for i in ['a', 'b', 'c']: for j in ['1', '2', '3']: print(i + j) ``` 運行輸出結果為： ``` a1 a2 a3 b1 b2 b3 c1 c2 c3 ``` 你試著來分析一下吧。 小墨：我看看……，首先，外層的for循環會從['a', 'b', 'c']中取出a賦值給i，然后執行后面跟的代碼塊，現在整個內部for循環充當了代碼塊，所以會執行內部for循環。內部for循環是從['1', '2', '3']中依次取出每一個元素，通過+號跟i拼接，就會得到a1、a2和a3，此時內部for循環運行結束，也即外部for循環的第一次循環結束。程序進入下一次的外部循環中，i被賦值為了b，然后再次執行內部循環。依次類推，最終輸出就是上面那種了。 墨哥哥：嗯分析清楚這個之后再看上面獲取角色列表的程序就會清晰多了。雙重for循環的作用就是將所有符合條件的角色的技能列表輸出了出來。 ### 7.4.5 根據輸入查找某個角色的血量 墨哥哥：再來看最后一個功能：根據輸入的姓名查找某個角色的血量，這個怎么做呢？ 小墨：可以將用戶輸入的姓名和所有的角色姓名做比對，如果有名字一樣的，就把對應的血量輸出出來： ``` name = input('請輸入要查找的英雄的姓名：') for x in hero_list: if x.get('name') == name: print(name + '的血量為：%d' % x.get('hp')) ``` 輸出： ``` 請輸入要查找的英雄的姓名：墨大元 墨大元的血量為：1100 ``` 墨哥哥：問題是，有些搜索，需要能夠模糊查詢。所謂模糊查詢，就比如我輸入“大”，應該把“墨大元”給找出來，顯然這里的條件判斷x.get('name') == name是精確匹配，也即要查找“墨大元”必須輸入“墨大元”才查找的出來。 小墨：那如何才能模糊查詢呢？ 墨哥哥：如果我們能判斷一個字符串中是否包含另一個字符串就行了。這在Python中有很多種方法，常用的有： 1、字符串中的“in”操作，如a in b，表示a是否在b中，也即b是否包含a，返回True或False ``` name = '墨大元' if '大' in name: print('匹配') ``` 2、字符串可以看作是字符的列表，也有對應下標的概念。可以使用find()方法，查找字符串中是否有某個子字符串，該方法返回該子字符串在字符串中出現的位置（下標） 如'abc'.find('a')得到0，'abc'.find('b')則得到1，如果找不到，則方法返回-1。使用find()來模糊查詢代碼如下： ``` name = '墨大元' if name.find('大') != -1: print('匹配') ``` 3、和find()類似，也可以通過index()方法，該方法專門用于查找子字符串的下標，如果找不到則返回-1，index使用如下： ``` name = '墨大元' if name.index('大') != -1: print('匹配') ``` 墨哥哥提醒：find和index都要和-1比較。因為子字符串有可能出現在第一位，此時下標為0，Python中0作為條件時就表示False。 小墨，使用上面三種方法中的任意一種，為上述小助手提供模糊查詢功能吧。 > 動動手：請計算上述五種英雄的平均血量，注意避免“hard coding” ## 7.5 本章小結 墨哥哥總結：今天你主要學習了dict的基本用法，和list一樣，基本用法也是增刪改查。其中查詢可能是根據某一key查找對應value；也可能是查詢所有的key；也有可能是查詢所有的key和value。之后做了一個墨家村英雄榜的程序。這個案例是dict和list的相互嵌套，對你來說可能有點復雜，但同時也說明了你已經成長了很多不是嗎。加油！學的越多，能做出的程序也就越好玩，越強大！