Python基础教程-Dict和Set

Python的dict

Python内置了字典：dict全称dictionary，在其他语言中也称为map，使用键-值（key-value）存储，具有极快的查找速度。

比如，要根据同学的名字查找对应的成绩，如果用list来实现，那么需要用两个list：

给定一个名字，要查找对应的成绩，就要先在names中找到对应的位置，再根据得到的索引从scores取对应的成绩，list越长，耗时越长。

如果用dict实现，只需要一个“名字”-“成绩”的对照表，直接根据名字查找成绩，无论这个表多大，查找速度都不会太慢：

为什么dict查找速度这么快？因为dict的实现原理和查字典是一样的。假设字典包含了1万个word，我们要查某一个word，一个办法是把字典从第一页往后翻，直到找到我们想要的字为止，这种方法就是list中查找元素的方法，list越大，查找速度越慢。

第二种方法是先在字典的索引表里（比如部首表）查这个字对应的页码，然后直接翻到该页，找到这个字，无论找哪个字，这种查找速度都非常快，不会随着字典大小的增加而变慢。

dict就是第二种实现方式，给定一个名字，比如“Michael”，dict在内部就可以直接计算出Michael对应的存放成绩的“页码”，也就是95这个数字存放的地址，直接取出来，所以速度非常快，。

这种key-value存储方式，在放进去的时候，必须根据key计算出value存放的位置，这样取的时候才能根据key直接拿到value。

把数据放入dict的方法，除了初始化时指定外，还可以通过key放入：

由于一个key只能对应一个value，所以多次对一个key放入value，后面的值会把前面的值冲掉：

如果key不存在，dict就会报错，要避免key不存在引发的错误，有两种解决办法，一是通过in判断key是否存在：

第二种方法是通过dict提供的get方法，如果key不存在是，可以返回None，或者自己指定的value：

要删除一个key，用pop(key)方法，对应的value也会从dict中删除：

Note:dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。

和list比较，dict有以下几个特点：

1. 查找和插入速度极快，不会随key的增加而增加；
2. 需要占用大量的内存，内存浪费多。

而list相反：

1. 查找和插入的实践随着元素的增加而增加；
2. 占用空间小，浪费内存少。

所以，dict是用空间来换取实践的一种方法。

dict可以用在需要高速查找的很多地方，在Python代码中几乎无处不在，正确的使用dict非常重要，牢记的第一条是dict的key必须是不可变的对象。

这是因为dict根据key来计算value的存储位置，如果每次计算相同的key得到的结果不同，那dict内部就混乱了，这个通过key计算位置的算法称为hash算法，要保证hash的正确性，作为key的对象就不能变。

在Python中，字符串、整数都是不可变的，因此，可以放心地作为key。而list是可变的，不能将list作为key。

Python的set

set和dict类似，也是一组key的集合，但不存储value。由于key不能重复，所以在set中，没有重复的key。

要创建一个set，需要提供一个list作为输入集合：

重复元素在set中自动被过滤：

通过add(key)方法可以添加元素到set中，可以重复添加，但不会有效果：

通过remove(key)方法可以删除元素：

set可以看成数学意义上的无序和无重复元素的集合，因此，两个set可以做数学意义上的交集，并集操作：

set和dict的唯一区别仅在于没有存储对应的value，但是，set的原理和dict一样，所以，同样不可以放入可变对象，因为无法判断两个可变对象是否相等，也就无法保证set内部“不会有重复元素”。试试把list放入set：

再议不可变对象

上面讲了，str是不变对象，而list是可变对象。

对于可变对象，比如list，对list进行操作，list内部的内容是会变化的，比如：

而对于不可变对象，比如str，对str进行操作呢：

虽然字符串有个replace()方法，也确实变出了‘Abc’，但变量a最后仍是‘abc’，

要牢记的是，a是变量，而‘abc’才是字符串对象！有些时候，我们说对象a的内容是‘abc’，但其实指的是，a本身是一个变量，它指向的对象的内容才是‘abc’。

当调用a.replace('a','A')时，实际上调用方法replace是作用在字符串对象‘abc’上的，而这个方法虽然名字叫replace，但却没有改变字符串‘abc’的内容。相反，replace方法创建了一个新的字符串‘Abc’并返回，如果我们用变量b指向新的字符串，就容易理解了，变量a仍指向原有的字符串‘abc’，但变量b却指向新字符串‘Abc’了：

总结

使用key-value存储结构的dict在Python中非常有用，选择不可变对象作为key很重要，最常用的key是字符串。

tuple虽然是不变对象，对于不变对象来说，调用对象自身的任意方法，也不会改变该对象自身的内容。相反，这些方法会创建新的对象并返回，这样就保证了不可变独享本身永远是不可变的。

试着把(1,2,3)和(1,[2,3])放入dict或set中：