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Python基础之字典（Dictionary）全面指南

news 2025/7/6 19:44:09

字典（Dictionary）是 Python 中一种强大的键值对存储结构，具有极高的灵活性和查找效率。本文将详细讲解字典的定义、特性、常用操作、深浅拷贝及应用场景，帮助你熟练掌握字典的使用技巧。

一、字典的基本定义与特性

1. 字典的格式

字典以键值对（key-value） 形式存储数据，格式为：
字典名 = {键1: 值1, 键2: 值2, ...}

键（key）与值（value）之间用冒号 : 分隔
键值对之间用逗号 , 分隔
整体包裹在大括号 {} 中
键必须是不可变类型（如字符串、数字、元组），且具有唯一性；值可以是任意数据类型（包括列表、字典等）

# 定义字典
dic = {'name': 'bingbing', 'age': 18, 'hobbies': ['reading', 'coding']}
print(type(dic))  # <class 'dict'># 键的唯一性：重复键会被覆盖
dic2 = {'name': 'bingbing', 'name': 'susu'}
print(dic2)  # {'name': 'susu'}（后定义的键值对覆盖前面的）

2. 字典的核心特性

无序性：Python 3.7 之前字典是无序的，3.7 及以后保证插入顺序（但仍不支持下标访问）
可变性：支持动态添加、修改、删除键值对
高效查找：通过键查找值的时间复杂度为 O (1)，远快于列表的遍历查找

二、字典的常用操作

1. 访问元素（查询）

字典不支持下标访问，需通过键名获取对应值，主要有两种方式：

方式	说明	示例
`字典名[键名]`	直接访问，键不存在则报错	`dic['age']` → 18
`字典名.get(键名, 默认值)`	安全访问，键不存在返回 `None` 或指定默认值	`dic.get('tel', '未知')` → ' 未知'

dic = {'name': 'bingbing', 'age': 18}# 直接访问
print(dic['name'])  # bingbing
# print(dic['sex'])  # 报错：KeyError（键不存在）# get() 方法访问
print(dic.get('age'))        # 18
print(dic.get('tel'))        # None（默认返回）
print(dic.get('tel', '无'))  # 无（指定默认值）

3. 删除元素

字典提供多种删除操作，适用于不同场景：

方法	说明	示例
`del 字典名[键名]`	删除指定键值对，键不存在则报错	`del dic['age']`
`del 字典名`	删除整个字典，后续无法访问	`del dic`
`字典名.clear()`	清空字典内容，保留空字典对象	`dic.clear()` → `{}`
`字典名.pop(键名)`	删除指定键值对并返回对应值，键不存在则报错	`dic.pop('name')` → 'bingbing'
`字典名.popitem()`	Python 3.7+ 中删除最后一个键值对并返回该键值对（元组形式）	`dic.popitem()` → ('tel', '12345678')

dic = {'name': 'bingbing', 'age': 18, 'tel': '12345678'}# pop() 删除并返回值
age = dic.pop('age')
print(age)   # 18
print(dic)   # {'name': 'bingbing', 'tel': '12345678'}# popitem() 删除最后一个键值对
last_item = dic.popitem()
print(last_item)  # ('tel', '12345678')
print(dic)        # {'name': 'bingbing'}# clear() 清空字典
dic.clear()
print(dic)  # {}

4. 其他常用操作

获取长度：len(字典名) 返回键值对的数量
获取所有键：keys() 返回键的集合（可迭代）
获取所有值：values() 返回值的集合（可迭代）
获取所有键值对：items() 返回键值对元组的集合（可迭代）

dic = {'name': 'bingbing', 'age': 18, 'tel': '123'}# 长度
print(len(dic))  # 3# 所有键
print(dic.keys())  # dict_keys(['name', 'age', 'tel'])# 所有值
for value in dic.values():print(value)  # 依次输出：bingbing、18、123# 所有键值对（常用于遍历）
for key, value in dic.items():print(f"{key}: {value}")
# 输出：
# name: bingbing
# age: 18
# tel: 123

三、字典的拷贝：浅拷贝与深拷贝

字典的拷贝涉及到可变对象和不可变对象的处理差异，需注意深浅拷贝的区别：

1. 浅拷贝（`copy()` 方法）

对不可变对象（如字符串、数字）：拷贝值的副本，修改互不影响
对可变对象（如列表、字典）：仅拷贝引用（共享内存地址），修改会相互影响

original = {'name': 'Alice',  # 不可变对象（字符串）'scores': [85, 90],  # 可变对象（列表）'details': {'city': 'New York'}  # 可变对象（字典）
}# 浅拷贝
shallow_copy = original.copy()# 修改不可变对象（互不影响）
shallow_copy['name'] = 'zhangsan'
print(original['name'])  # Alice（原字典不变）
print(shallow_copy['name'])  # zhangsan（拷贝字典变化）# 修改可变对象（相互影响）
shallow_copy['scores'].append(95)
print(original['scores'])  # [85, 90, 95]（原字典被影响）
print(shallow_copy['scores'])  # [85, 90, 95]（拷贝字典变化）shallow_copy['details']['city'] = 'Shanghai'
print(original['details'])  # {'city': 'Shanghai'}（原字典被影响）

2. 深拷贝（`copy.deepcopy()`）

通过 copy 模块的 deepcopy() 实现，完全拷贝所有层级的对象（包括可变对象），原字典与拷贝字典完全独立，修改互不影响。

import copyoriginal = {'scores': [85, 90],'details': {'city': 'New York'}
}# 深拷贝
deep_copy = copy.deepcopy(original)# 修改可变对象（互不影响）
deep_copy['scores'].append(95)
deep_copy['details']['city'] = 'Shanghai'print(original['scores'])  # [85, 90]（原字典不变）
print(deep_copy['scores'])  # [85, 90, 95]（拷贝字典变化）print(original['details'])  # {'city': 'New York'}（原字典不变）
print(deep_copy['details'])  # {'city': 'Shanghai'}（拷贝字典变化）

四、字典的应用场景

字典凭借键值对的特性，在以下场景中应用广泛：

1. 存储结构化数据

适合表示具有多个属性的实体（如用户信息、商品详情等）。

user = {'id': 1001,'name': 'bingbing','info': {'age': 18, 'gender': 'female'}
}

2. 高效查找与映射

用于需要通过唯一标识快速定位数据的场景（如缓存、索引）。

# 用字典实现快速查询学生成绩
score_map = {'Alice': 90, 'Bob': 85, 'Cindy': 95}
print(score_map.get('Bob'))  # 85（O(1) 时间复杂度）

3. 配置参数存储

适合存储程序的配置信息（如数据库连接参数）。

db_config = {'host': 'localhost','port': 3306,'user': 'root','password': '123456'
}

4. 计数与统计

通过键记录对象，值记录数量，实现高效计数。

# 统计字符串中字符出现次数
s = 'abracadabra'
count = {}
for char in s:count[char] = count.get(char, 0) + 1
print(count)  # {'a': 5, 'b': 2, 'r': 2, 'c': 1, 'd': 1}

五、补充：字典推导式

与列表推导式类似，字典推导式可快速创建字典，格式为：
{键表达式: 值表达式 for 变量 in 可迭代对象 if 条件}

# 示例1：创建值为键的平方的字典
square = {i: i**2 for i in range(1, 6)}
print(square)  # {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}# 示例2：筛选值为偶数的键值对
original = {'a': 2, 'b': 3, 'c': 4, 'd': 5}
even_dict = {k: v for k, v in original.items() if v % 2 == 0}
print(even_dict)  # {'a': 2, 'c': 4}