[19] Python集合與字典

01-31

1. 概述

今天介紹集合和字典。

計算機編程的原理簡要介紹
集成開發環境PyCharm
變數名、數字、字元串、列表
句式、注釋
輸入和輸出
條件判斷語句
循環語句
各類數據結構
函數
模塊和引入

2. 集合

集合（set）就是我們高中學的集合，並集、交集、補集、空集等，用大括弧表示。

# Define setsnset1 = {10, 20, 30, 40}nset2 = {20, 50, 60}n

由於是集合，不會出現一樣的元素（可以定義進去，但是相同數據會被合併），如果我們定義一個：

set3 = {10, 10, 20, 20, apple, banana, apple, }nprint(set3) # {apple, 10, 20, banana}n

最後等同於{apple, 10, 20, banana}。可以看到，最後由於集合的特點，重複的元素被合併，而且集合裡面元素也沒有順序，和數學課里學的一樣，集合三特點：確定性、無序性、互異性。

我們來看一下如何使用集合實現各種操作，

# 1. 判斷元素是否屬於集合（x ∈ A）：innsetA = {apple, orange, banana}nprint(orange in setA) # Truenprint(lemon in setA) # Falsenn# 2. 判斷元素是否不屬於集合（x ? A）：not innsetA = {apple, orange, banana}nprint(orange not in setA) # Falsenprint(lemon not in setA) # Truenn# 3. 並集（A ∪ B）： |nsetA = {apple, orange, banana}nsetB = {apple, lemon, coconut}nprint(setA | setB) # {banana, coconut, lemon, orange, apple}nn# 4. 交集（A ∩ B）：&nprint(setA & setB) # {apple}nn# 5. 差集（A - B），在A中但不在B中的元素集合：-nprint(setA - setB) # {orange, banana}nn# 6. 子集（C ? A）貌似應該是「真子集」：<nsetC1 = {apple, banana}nsetC2 = {apple, strawberry}nprint(setC1 < setA) # Truenprint(setC2 < setA) # Falsenn# 7. 其他符號：n# 子集：<=n# 包含：>, >=n# 兩集合相等：==nprint({1, 2, 3} == {3, 1, 2, 1, 2}) # Truen# 兩集合不相等：!=nn# 8. 空集：nempty = set()n# 注意不能只打一個大括弧，一個空的大括弧會被默認為一個空白字典。n

3. 將其他數據轉換為集合

如果想把其他數據轉換為集合，只需要在數據或者代表數據的變數外套上set()就行了。

# 1. 將字元串和列錶轉換為集合nsetS = set(banana)nprint(setS) # {a, n, b}nnsetL = set([apple, banana, orange, banana])nprint(setL) # {orange, apple, banana}n

可以看到講字元串轉換為集合時，每個字元被作為一個元素，由於集合的互異性，重複字元會被合併，最後banana轉換為集合後就只包含a、n、b三個字元。

# 2. update函數n# 用update()可以更新集合，把括弧里的數據轉換為集合再添加進去nsetS = set(banana) # {a, n, b}nsetS.update(banana!)nprint(setS) # {n, b, a, !}n# 最後比原來多了一個感嘆號nn# 3. add函數n# 用add()可以直接把括弧里的元素作為一個整體添加進集合nsetS = set(banana) # {a, n, b}nsetS.add(banana!)nprint(setS) # {b, n, banana!, a}nn# 4. 集合的迭代，和列表、元組一樣用nfor e in setS:n print(e)n

4. 字典

我們查字典的時候，比如成語字典，總是會看到這樣的格式：成語-解釋。Python的字典（dictionary）也是一樣的道理，長相和功能和我們生活中的字典十分相似，但是可應用的地方可比普通字典多多了。Python的字典也用大括弧表示，但是裡面的內容和集合不一樣，樣子是「鍵：值」，用逗號隔開，最後一個元素後面可加逗號可不加。

# Define a dictionaryndict1 = {NASA: National Aeronautics and Space Administration,n FBI: Federal Bureau of Investigation,n CIA: Central Intelligence Agency,n }n

這個字典就可以被用於通過查詢英文單詞縮寫來獲知其全稱。也就是說，冒號左邊的「鍵」就是我們要查詢的東西，而後面的「值」就是我們想要得到的解釋和內容。和普通字典一樣，鍵是唯一的、獨特的，成語字典里一個成語不可能出現被解釋多次，即使有多個意思，也是擠在同一個成語下面；而值則隨便，就像兩個不一樣的成語可以有完全一樣的意思。

字典的鍵得為不可變類型，比如數字、字元串和元組，值可以為任何數據類型，一般來說，字典的鍵需要越精簡越好，可以是學號，可以是「姓名」、「性別」等字元串，或者是英文單詞、成語等等，畢竟我們要訪問字典的時候不想打一堆字，而且叫都叫字典了，也得要有個字典的樣子。

5. 使用字典

我們來看一下如何訪問字典、添加元素、修改元素和刪除元素。

訪問字典：使用「變數名[鍵]」可以直接得到值，

print(dict1[FBI]) # Federal Bureau of Investigationn

如果鍵不存在，也就是我們自己做的字典里沒有錄進去，Python就會報錯：

print(dict1[NATO]) # KeyError: NATOn

判斷鍵是否有效：很多時候我們並不知道我們要查的內容是否在字典里，貿然使用肯定不行，那麼在使用前我們最好能判斷所查的鍵是否被編進字典了，用in就行了，和列表集合元組一樣，

if NATO in dict1:n print(dict1[NATO])nelse:n print(NATO has not been defined in your dictionary.)nn# NATO has not been defined in your dictionary.n

最後一行是運行上面代碼輸出的結果，我從運行結果里複製過來的。注意我們只能判斷這個鍵是否存在在字典里，而不能判斷某個值是否在字典了。

添加元素：有時候隨著時間的推移、程序的運行，我們要更新一開始的字典，

dict1[NATO] = North Atlantic Treaty Organizationn

這樣就把NATO和NATO的解釋添加進字典了，是不是很暴力？如果不信我們可以輸出一下試試看，

print(dict1)n# {NASA: National..., FBI: Federal..., CIA: Central..., NATO: North Atlantic Treaty Organization}n

這個結果太長了，我手動把一些內容用省略號表示了，意思達到了就行，NATO被成功添加進字典。

刪除字典：使用del可以刪除單個元素，要刪除多個元素，用逗號隔開就行，

del dict1[NATO], dict1[NASA]nprint(dict1)n# {FBI: Federal Bureau of Investigation, CIA: Central Intelligence Agency}n

如果刪除的元素本身就不在字典里，Python就會報錯。

清空字典：clear就行，簡單粗暴，

dict1.clear()nprint(dict1) # {}n

到這裡我們辛辛苦苦定義、修改的字典就全沒了。

字典的迭代：由於字典也是有一串數據，雖然嚴格意義上字典沒有順序，我們依然可以像集合一樣進行迭代，

dict2 = {name: Alice, gender: Female, age: 19}nfor key in dict2:n print("Applicants {} is {}".format(key, dict2[key]))n

結果為：

Applicants name is AlicenApplicants gender is FemalenApplicants age is 19n

6. 其他的字典使用方法

我們還能這樣定義一個字典，比如我們定義一個和上面dict2一樣的字典：

dict3 = dict([(name, Alice), (gender, Female), (age, 19)])n

如果我們的鍵都是簡短的字元串，也就是單個單詞或者連著的單詞的時候，我們可以用關鍵詞定義法：

dict4 = dict(name=Alice, gender=Female, age=19)n

還有一些字典的函數，簡單的有：

len(dict2): 字典dict2有幾個元素，即一共有幾個鍵ndict2.keys(): 查看dict2里所有的鍵，可以在外套一個list()把結果轉換為列表ndict2.values(): 查看dict2里所有的值，可以在外套一個list()把結果轉換為列表ndict2.items(): 查看dict2里所有的鍵和值，可以在外套一個list()把結果轉換為列表，每個元素為一個元組ndict2.update(dict3): 將dict3添加進dict2裡面，dict2被更新，如果有新增的元素則新增進dict2里，如果有重複的鍵則把dict3的鍵和值去覆蓋dict2的ndict2.has_key(key): 相當於in，查看dict2里是否含有某一特定鍵n

7. 複雜的程序

其實學到現在，我們已經基本接觸了所有的數據結構，加上基礎的條件判斷和循環語句，可以說Python最簡單的內容應該已經學完了，大家現在應該可以解決簡單的問題。接下來我將會給大家介紹Python入門的最後一章節內容函數和模塊。有了函數和模塊，我們就可以寫較為複雜的程序了，也是真正意義上的「完整程序」了。

另外，說到複雜的程序，我們也不可避免地要遇見複雜的數據結構，比如字典裡面的值即有單個值、也可能是列表或者其他字典，或者比如二維、三維、多維矩陣，這我們在以後會逐漸接觸到，複雜的數據結構使用方法和簡單的數據結構一樣，難點在於如何正確、有條不紊地處理。配合我們已經介紹的條件判斷語句、循環語句、各種單個數據結構使用方法以及一些內置函數像len、type等，大家現在可以嘗試著自己操作一下。不會的同學也不用著急，以後程序複雜起來了，我們自然也不得不擼起袖子跟它懟著干。