第6章 字典
在本章中，你将学习能够将相关信息关联起来的 Python 字典。你将学习如何访问和修改字典中的信息。鉴于 字典可存储的信息量几乎不受限制 ，因此我们会演示如何遍历字典中的数据。另外，你还将学习存储字典的列表、存储列表的字典和存储字典的字典。
理解字典后，你就能够更准确地为各种真实物体建模。你可以创建一个表示人的字典，然后想在其中存储多少信息就存储多少信息：姓名、年龄、地址、职业以及要描述的任何方面。你还能够存储任意两种相关的信息，如一系列单词及其含义，一系列人名及其喜欢的数字，以及一系列山脉及其海拔等。
6.1一个简单的字典
来看一个游戏，其中包含一些外星人，这些外星人的颜色和点数各不相同。下面是一个简单的字典，存储了有关特定外星人的信息：
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0['color'])
print(alien_0['points']) 字典 alien_0 存储了外星人的颜色和点数。使用两条 print 语句来访问并打印这些信息，如下所示：
green
5 与大多数编程概念一样，要熟练使用字典，也需要一段时间的练习。使用字典一段时间后，你就会明白为何它们能够高效地模拟现实世界中的情形。
6.2 使用字典
在 Python 中，字典字是一系列 键—值对 值。每个键都与一个值相关联，你可以使用键来访问与之相关联的值。与键相关联的值可以是数字、字符串、列表乃至字典。事实上，可将任何 Python 对象用作字典中的值。
在 Python 中，字典用放在花括号 {} 中的一系列键 — 值对表示，如前面的示例所示：
键-值对 是两个相关联的值。指定键时， Python 将返回与之相关联的值。键和值之间用冒号分隔，而键- 值对之间用逗号分隔。在字典中，你想存储多少个键 — 值对都可以。
最简单的字典只有一个键 — 值对，如下述修改后的字典 alien_0 所示：
alien_0 = {'color': 'green'} 这个字典只存储了一项有关 alien_0 的信息，具体地说是这个外星人的颜色。在这个字典中，字符串 'color' 是一个键，与之相关联的值为 'green' 。
6.2.1访问字典中的值
要获取与键相关联的值，可依次指定字典名和放在方括号内的键，如下所示：
alien_0 = {'color': 'green'}
print(alien_0['color']) 这将返回字典 alien_0 中与键 'color' 相关联的值：
green
字典中可包含任意数量的键 — 值对。例如，下面是最初的字典 alien_0 ，其中包含两个键 — 值对：
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
现在，你可以访问外星人 alien_0 的颜色和点数。如果玩家射杀了这个外星人，你就可以使用下面的代码来确定玩家应获得多少个点：
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
❶ new_points = alien_0['points']
❷ print("You just earned " + str(new_points) + " points!")
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
new_points = alien_0['points']
print("You just earned " + str(new_points) + " points!") 上述代码首先定义了一个字典，然后从这个字典中获取与键 'points' 相关联的值（见 ❶ ），并将这个值存储在变量 new_points 中。接下来，将这个整数转换为字符串，并打印一条消息，指出玩家获得了多少个点（见 ❷ ）：
You just earned 5 points!
如果你在有外星人被射杀时都运行这段代码，就会获取该外星人的点数。
6.2.2添加键-值对
字典是一种动态结构，可随时在其中添加键- 值对。要添加键- 值对，可依次指定字典名、用方括号括起的键和相关联的值。
下面在字典 alien_0 中添加两项信息：外星人的 x 坐标和 y 坐标，让我们能够在屏幕的特定位置显示该外星人。我们将这个外星人放在屏幕左边缘，且离屏幕上边缘 25 像素的地
方。由于屏幕坐标系的原点通常为左上角，因此要将该外星人放在屏幕左边缘，可将 x 坐标设置为 0 ；要将该外星人放在离屏幕顶部 25 像素的地方，可将 y 坐标设置为 25 ，如下所
示：
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
❶ alien_0['x_position'] = 0
❷ alien_0['y_position'] = 25
print(alien_0)
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
alien_0['x_position'] = 0
alien_0['y_position'] = 25
print(alien_0)我们首先定义了前面一直在使用的字典，然后打印这个字典，以显示其信息快照。在❶处，我们在这个字典中新增了一个键—值对，其中的键为'x_position' ，而值为0 。在❷处，我们重复这样的操作，但使用的键为'y_position' 。打印修改后的字典时，将看到这两个新增的键—值对：
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green', 'points': 5, 'y_position': 25, 'x_position': 0}
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green', 'points': 5, 'x_position': 0, 'y_position': 25}这个字典的最终版本包含四个键-值对，其中原来的两个指定外星人的颜色和点数，而新增的两个指定位置。注意，键-值对的排列顺序与添加顺序不同。Python不关心键—值对的添加顺序，而只关心键和值之间的关联关系。
6.2.3先创建一个空字典
有时候，在空字典中添加键 - 值对是为了方便，而有时候必须这样做。为此，可先使用一对空的花括号定义一个字典，再分行添加各个键 — 值对。例如，下例演示了如何以这种方式创建字典 alien_0 ：
alien_0 = {}
alien_0['color'] = 'green'
alien_0['points'] = 5
print(alien_0)这里首先定义了空字典alien_0 ，再在其中添加颜色和点数，得到前述示例一直在使用的字典：
{'color': 'green', 'points': 5}
使用字典来存储用户提供的数据或在编写能自动生成大量键 — 值对的代码时，通常都需要先定义一个空字典。
6.2.4修改字典中的值
要修改字典中的值，可依次指定字典名、用方括号括起的键以及与该键相关联的新值。例如，假设随着游戏的进行，需要将一个外星人从绿色改为黄色：
alien_0 = {'color': 'green'}
print("The alien is " + alien_0['color'] + ".")
alien_0['color'] = 'yellow'
print("The alien is now " + alien_0['color'] + ".") 我们首先定义了一个表示外星人 alien_0 的字典，其中只包含这个外星人的颜色。接下来，我们将与键 'color' 相关联的值改为 'yellow' 。输出表明，这个外星人确实从绿
色变成了黄色：
The alien is green.
The alien is now yellow. 来看一个更有趣的例子：对一个能够以不同速度移动的外星人的位置进行跟踪。为此，我们将存储该外星人的当前速度，并据此确定该外星人将向右移动多远：
alien_0 = {'x_position': 0, 'y_position': 25, 'speed': 'medium'}
print("Original x-position: " + str(alien_0['x_position']))
# 向右移动外星人
# 据外星人当前速度决定将其移动多远
if alien_0['speed'] == 'slow':
x_increment = 1
elif alien_0['speed'] == 'medium':
x_increment = 2
else:
# 这个外星人的速度一定很快
x_increment = 3
# 新位置等于老位置加上增量
alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
print("New x-position: " + str(alien_0['x_position']))alien_0 = {'x_position': 0, 'y_position': 25, 'speed': 'medium'}
print("Original x-position: " + str(alien_0['x_position']))
# 向右移动外星人
# 据外星人当前速度决定将其移动多远
❶ if alien_0['speed'] == 'slow':
x_increment = 1
elif alien_0['speed'] == 'medium':
x_increment = 2
else:
# 这个外星人的速度一定很快
x_increment = 3
# 新位置等于老位置加上增量
❷ alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
print("New x-position: " + str(alien_0['x_position']))
我们首先定义了一个外星人，其中包含初始的 x 坐标和 y 坐标，还有速度 'medium' 。出于简化考虑，我们省略了颜色和点数，但即便包含这些键 - 值对，这个示例的工作原理也不会有任何变化。我们还打印了 x_position 的初始值，旨在让用户知道这个外星人向右移动了多远。
在 ❶ 处，使用了一个 if-elif-else 结构来确定外星人应向右移动多远，并将这个值存储在变量 x_increment 中。如果外星人的速度为 'slow' ，它将向右移动一个单位；如果速度为 'medium' ，将向右移动两个单位；如果为 'fast' ，将向右移动三个单位。确定移动量后，将其与 x_position 的当前值相加（见 ❷ ），再将结果关联到字典中的键 x_position 。
由于这是一个速度中等的外星人，因此其位置将向右移动两个单位：
Original x-position: 0
New x-position: 2
这种技术很棒：通过修改外星人字典中的值，可改变外星人的行为。例如，要将这个速度中等的外星人变成速度很快的外星人，可添加如下代码行：
alien_0['speed'] = fast
这样，再次运行这些代码时，其中的 if-elif-else 结构将把一个更大的值赋给变量 x_increment 。
6.2.5 删除键-值对
对于字典中不再需要的信息，可使用 del 语句 将相应的键 - 值对彻底删除。使用 del 语句时，必须指定字典名和要删除的键。
例如，下面的代码从字典 alien_0 中删除键 'points' 及其值：
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
del alien_0['points']
print(alien_0)alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
print(alien_0)
❶ del alien_0['points']
print(alien_0)
❶ 处的代码行让 Python 将键 'points' 从字典 alien_0 中删除，同时删除与这个键相关联的值。输出表明，键 'points' 及其值 5 已从字典中删除，但其他键 — 值对未受影响：
{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'green'}
注意：删除的键—值对永远消失了。
6.2.6由类似对象组成的字典
在前面的示例中，字典存储的是一个对象（游戏中的一个外星人）的多种信息，但你也可以使用字典来存储众多对象的同一种信息。例如，假设你要调查很多人，询问他们最喜欢的编程语言，可使用一个字典来存储这种简单调查的结果，如下所示：
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}正如你看到的，我们将一个较大的字典放在了多行中。其中每个键都是一个被调查者的名字，而每个值都是被调查者喜欢的语言。
确定需要使用多行来定义字典时，在输入左花括号后按回车键，再在下一行缩进四个空格（可用Tab键），指定第一个键—值对，并在它后面加上一个逗号。此后你再次按回车键时，文本编辑器将自动缩进后续键—值对，且缩进量与第一个键—值对相同。
定义好字典后，在最后一个键 — 值对的下一行添加一个右花括号，并缩进四个空格（可用Tab键），使其与字典中的键对齐。另外一种不错的做法是在最后一个键 — 值对后面也加上逗号，为以后在下一行添加键 — 值对做好准备。
注意：对于较长的列表和字典，大多数编辑器都有以类似方式设置其格式的功能。对于较长的字典，还有其他一些可行的格式设置方式，因此在你的编辑器或其他源代码中，你可能会看到稍微不同的格式设置方式。给定被调查者的名字，可使用这个字典轻松地获悉他喜欢的语言：
favorite_languages.py
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
print("Sarah's favorite language is " +
favorite_languages['sarah'].title() +
".")favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
❶ print("Sarah's favorite language is " +
❷ favorite_languages['sarah'].title() +
❸ ".")
为获悉 Sarah 喜欢的语言，我们使用如下代码：
favorite_languages['sarah']
在 print 语句中，我们使用了这种语法（见 ❷ ）；输出指出了 Sarah 喜欢的语言：
Sarah's favorite language is C.
这个示例还演示了如何 将较长的print 语句分成多行 。单词 print 比大多数字典名都短，因此让输出的第一部分紧跟在左括号后面是合理的（见 ❶ ）。请选择在合适的地方拆分要打印的内容，并在第一行末尾（见 ❷ ）加上 一个拼接运算符（+ ） 。按回车键进入 print 语句的后续各行，并使用 Tab 键将它们对齐并缩进一级。指定要打印的所有内容后，在 print 语句的最后一行末尾加上右括号（见 ❸ ）。
6.3 遍历字典
一个 Python 字典可能只包含几个键 — 值对，也可能包含数百万个键- 值对。鉴于字典可能包含大量的数据， Python 支持对字典遍历。字典可用于以各种方式存储信息，因此有多种遍历字典的方式：可遍历字典的所有键- 值对、键或值。
6.3.1遍历所有的键-值对
探索各种遍历方法前，先来看一个新字典，它用于存储有关网站用户的信息。下面的字典存储一名用户的用户名、名和姓：
user_0 = {
'username': 'efermi',
'first': 'enrico',
'last': 'fermi',
}
利用本章前面介绍过的知识，可访问 user_0 的任何一项信息，但如果要获悉该用户字典中的所有信息，该怎么办呢？可以使用一个 for 循环来遍历这个字典：
user.py
user_0 = {
'username': 'efermi',
'first': 'enrico',
'last': 'fermi',
}
for key, value in user_0.items():
print("\nKey: " + key)
print("Value: " + value) user_0 = {
'username': 'efermi',
'first': 'enrico',
'last': 'fermi',
}
❶ for key, value in user_0.items():
❷ print("\nKey: " + key)
❸ print("Value: " + value)
如 ❶ 所示，要编写用于遍历字典的 for 循环，可声明两个变量，用于存储键 — 值对中的键和值。对于这两个变量，可使用任何名称。下面的代码使用了简单的变量名，这完全可 行：
for k, v in user_0.items()
for 语句的第二部分包含字典名和方法 items() （见 ❶ ），它返回一个键 — 值对列表。接下来， for 循环依次将每个键 — 值对存储到指定的两个变量中。在前面的示例中，我
们使用这两个变量来打印每个键（见 ❷ ）及其相关联的值（见 ❸ ）。第一条 print 语句中的 "\n" 确保在输出每个键 — 值对前都插入一个空行：
Key: last
Value: fermi
Key: first
Value: enrico
Key: username
Value: efermi
注意，即便遍历字典时，键 — 值对的返回顺序也与存储顺序不同。 Python 不关心键 — 值对的存储顺序，而只跟踪键和值之间的关联关系。
在 6.2.6 节的示例 favorite_languages.py 中，字典存储的是不同人的同一种信息；对于类似这样的字典，遍历所有的键 — 值对很合适。如果遍历字典 favorite_languages ，将得到
其中每个人的姓名和喜欢的编程语言。由于其中的键都是人名，而值都是语言，因此我们在循环中使用变量 name 和 language ，而不是 key 和 value ，这让人更容易明白循环
的作用：
favorite_languages.py
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
❶ for name, language in favorite_languages.items():
❷ print(name.title() + "'s favorite language is " +
language.title() + ".")
❶ 处的代码让 Python 遍历字典中的每个键 — 值对，并将键存储在变量 name 中，而将值存储在变量 language 中。这些描述性名称能够让人非常轻松地明白 print 语句（见 ❷ ）
是做什么的。
仅使用几行代码，我们就将全部调查结果显示出来了：
Jen's favorite language is Python.
Sarah's favorite language is C.
Phil's favorite language is Python.
Edward's favorite language is Ruby.
即便字典存储的是上千乃至上百万人的调查结果，这种循环也管用。
6.3.2
遍
历
字
典
中
的
所
有
键
遍
在不需要使用字典中的值时，方法 keys() 很有用。下面来遍历字典 favorite_languages ，并将每个被调查者的名字都打印出来：
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
❶ for name in favorite_languages.keys():
print(name.title())
❶ 处的代码行让 Python 提取字典 favorite_languages 中的所有键，并依次将它们存储到变量 name 中。输出列出了每个被调查者的名字：
Jen
Sarah
Phil
Edward
遍历字典时，会默认遍历所有的键，因此，如果将上述代码中的 for name in favorite_languages.keys(): 替换为 for name in favorite_languages: ，输出
将不变。
如果显式地使用方法 keys() 可让代码更容易理解，你可以选择这样做，但如果你愿意，也可省略它。
在这种循环中，可使用当前键来访问与之相关联的值。下面来打印两条消息，指出两位朋友喜欢的语言。我们像前面一样遍历字典中的名字，但在名字为指定朋友的名字时，打
印一条消息，指出其喜欢的语言：
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
❶ friends = ['phil', 'sarah']
for name in favorite_languages.keys(): print(name.title())
❷ if name in friends:
print(" Hi " + name.title() +
", I see your favorite language is " +
❸ favorite_languages[name].title() + "!")
在 ❶ 处，我们创建了一个列表，其中包含我们要通过打印消息，指出其喜欢的语言的朋友。在循环中，我们打印每个人的名字，并检查当前的名字是否在列表 friends 中（见
❷ ）。如果在列表中，就打印一句特殊的问候语，其中包含这位朋友喜欢的语言。为访问喜欢的语言，我们使用了字典名，并将变量 name 的当前值作为键（见 ❸ ）。每个人的
名字都会被打印，但只对朋友打印特殊消息：
Edward
Phil
Hi Phil, I see your favorite language is Python!
Sarah
Hi Sarah, I see your favorite language is C!
Jen
你还可以使用 keys() 确定某个人是否接受了调查。下面的代码确定 Erin 是否接受了调查：
favorite_languages = {
'jen': 'python',
'sarah': 'c',
'edward': 'ruby',
'phil': 'python',
}
❶ if 'erin' not in favorite_languages.keys():
print("Erin, please take our poll!")
方法 keys() 并非只能用于遍历；实际上，它返回一个列表，其中包含字典中的所有键，因此 ❶ 处的代码行只是核实 'erin' 是否包含在这个列表中。由于她并不包含在这个列
表中，因此打印一条消息，邀请她参加调查：
Erin, please take our poll!
6.3.3按顺序遍历字典中的所有键
字典总是明确地记录键和值之间的关联关系，但获取字典的元素时，获取顺序是不可预测的。这不是问题，因为通常你想要的只是获取与键相关联的正确的值。
要以特定的顺序返回元素，一种办法是在 for 循环中对返回的键进行排序。为此，可使用函数 sorted() 来获得按特定顺序排列的键列表的副本：