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<!DOCTYPE html>

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<title>5.7. 使用dict和set - CodeClub</title>

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<span>CodeClub</span>

</a>

</button>

</ul>

</div>

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<div class="tutorial-container" style="max-width: 960px; margin: 80px auto 40px; padding: 0 20px;"><div class="tutorial-sidebar"><h3>目录</h3><a href="0.html">1. 简介</a><a href="1.html">2. Python历史</a><a href="2.html">3. 安装Python</a><a href="3.html">3.1. Python解释器</a><a href="4.html">4. 第一个Python程序</a><a href="5.html">4.1. 使用文本编辑器</a><a href="6.html">4.2. 输入和输出</a><a href="7.html">5. Python基础</a><a href="8.html">5.1. 数据类型和变量</a><a href="9.html">5.2. 字符串和编码</a><a href="10.html">5.3. 使用list和tuple</a><a href="11.html">5.4. 条件判断</a><a href="12.html">5.5. 模式匹配</a><a href="13.html">5.6. 循环</a><a href="14.html">5.7. 使用dict和set</a><a href="15.html">6. 函数</a><a href="16.html">6.1. 调用函数</a><a href="17.html">6.2. 定义函数</a><a href="18.html">6.3. 函数的参数</a><a href="19.html">6.4. 递归函数</a><a href="20.html">7. 高级特性</a><a href="21.html">7.1. 切片</a><a href="22.html">7.2. 迭代</a><a href="23.html">7.3. 列表生成式</a><a href="24.html">7.4. 生成器</a><a href="25.html">7.5. 迭代器</a><a href="26.html">8. 函数式编程</a><a href="27.html">8.1. 高阶函数</a><a href="28.html">8.1.1. map/reduce</a><a href="29.html">8.1.2. filter</a><a href="30.html">8.1.3. sorted</a><a href="31.html">8.2. 返回函数</a><a href="32.html">8.3. 匿名函数</a><a href="33.html">8.4. 装饰器</a><a href="34.html">8.5. 偏函数</a><a href="35.html">9. 模块</a><a href="36.html">9.1. 使用模块</a><a href="37.html">9.2. 安装第三方模块</a><a href="38.html">10. 面向对象编程</a><a href="39.html">10.1. 类和实例</a><a href="40.html">10.2. 访问限制</a><a href="41.html">10.3. 继承和多态</a><a href="42.html">10.4. 获取对象信息</a><a href="43.html">10.5. 实例属性和类属性</a><a href="44.html">11. 面向对象高级编程</a><a href="45.html">11.1. 使用__slots__</a><a href="46.html">11.2. 使用@property</a><a href="47.html">11.3. 多重继承</a><a href="48.html">11.4. 定制类</a><a href="49.html">11.5. 使用枚举类</a><a href="50.html">11.6. 使用元类</a><a href="51.html">12. 错误、调试和测试</a><a href="52.html">12.1. 错误处理</a><a href="53.html">12.2. 调试</a><a href="54.html">12.3. 单元测试</a><a href="55.html">12.4. 文档测试</a><a href="56.html">13. IO编程</a><a href="57.html">13.1. 文件读写</a><a href="58.html">13.2. StringIO和BytesIO</a><a href="59.html">13.3. 操作文件和目录</a><a href="60.html">13.4. 序列化</a><a href="61.html">14. 进程和线程</a><a href="62.html">14.1. 多进程</a><a href="63.html">14.2. 多线程</a><a href="64.html">14.3. ThreadLocal</a><a href="65.html">14.4. 进程 vs. 线程</a><a href="66.html">14.5. 分布式进程</a><a href="67.html">15. 正则表达式</a><a href="68.html">16. 常用内建模块</a><a href="69.html">16.1. datetime</a><a href="70.html">16.2. collections</a><a href="71.html">16.3. argparse</a><a href="72.html">16.4. base64</a><a href="73.html">16.5. struct</a><a href="74.html">16.6. hashlib</a><a href="75.html">16.7. hmac</a><a href="76.html">16.8. itertools</a><a href="77.html">16.9. contextlib</a><a href="78.html">16.10. urllib</a><a href="79.html">16.11. XML</a><a href="80.html">16.12. HTMLParser</a><a href="81.html">16.13. venv</a><a href="82.html">17. 常用第三方模块</a><a href="83.html">17.1. Pillow</a><a href="84.html">17.2. requests</a><a href="85.html">17.3. chardet</a><a href="86.html">17.4. psutil</a><a href="87.html">18. 图形界面</a><a href="88.html">18.1. 海龟绘图</a><a href="89.html">19. 网络编程</a><a href="90.html">19.1. TCP/IP简介</a><a href="91.html">19.2. TCP编程</a><a href="92.html">19.3. UDP编程</a><a href="93.html">20. 电子邮件</a><a href="94.html">20.1. SMTP发送邮件</a><a href="95.html">20.2. POP3收取邮件</a><a href="96.html">21. 访问数据库</a><a href="97.html">21.1. 使用SQLite</a><a href="98.html">21.2. 使用MySQL</a><a href="99.html">21.3. 使用SQLAlchemy</a><a href="100.html">22. Web开发</a><a href="101.html">22.1. HTTP协议简介</a><a href="102.html">22.2. HTML简介</a><a href="103.html">22.3. WSGI接口</a><a href="104.html">22.4. 使用Web框架</a><a href="105.html">22.5. 使用模板</a><a href="106.html">23. 异步IO</a><a href="107.html">23.1. 协程</a><a href="108.html">23.2. 使用asyncio</a><a href="109.html">23.3. 使用aiohttp</a><a href="110.html">24. FAQ</a><a href="111.html">25. 期末总结</a></div><div class="tutorial-content"><h1>5.7. 使用dict和set</h1><div class="tutorial-body"><p>举个例子，假设要根据同学的名字查找对应的成绩，如果用list实现，需要两个list：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-python">names = [<span class="hljs-string">'Michael'</span>, <span class="hljs-string">'Bob'</span>, <span class="hljs-string">'Tracy'</span>]

scores = [<span class="hljs-number">95</span>, <span class="hljs-number">75</span>, <span class="hljs-number">85</span>]

</code></pre>

<p>给定一个名字，要查找对应的成绩，就先要在names中找到对应的位置，再从scores取出对应的成绩，list越长，耗时越长。</p>

<p>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，无论这个表有多大，查找速度都不会变慢。用Python写一个dict如下：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}

>>> d['Michael']

</code></pre>

<p>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1万个汉字，我们要查某一个字，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，这种方法就是在list中查找元素的方法，list越大，查找越慢。</p>

<p>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。</p>

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

<p>你可以猜到，这种key-value存储方式，在放进去的时候，必须根据key算出value的存放位置，这样，取的时候才能根据key直接拿到value。</p>

<p>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：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> d['Adam'] = 67

>>> d['Adam']

</code></pre>

<p>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：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> d['Jack'] = 90

>>> d['Jack']

>>> d['Jack'] = 88

>>> d['Jack']

</code></pre>

<p>如果key不存在，dict就会报错：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> d['Thomas']

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

KeyError: 'Thomas'

</code></pre>

<p>要避免key不存在的错误，有两种办法，一是通过<code>in</code>判断key是否存在：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> 'Thomas' in d

False

</code></pre>

<p>二是通过dict提供的<code>get()</code>方法，如果key不存在，可以返回<code>None</code>，或者自己指定的value：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> d.get('Thomas')

>>> d.get('Thomas', -1)

-1

</code></pre>

<p>注意：返回<code>None</code>的时候Python的交互环境不显示结果。</p>

<p>要删除一个key，用<code>pop(key)</code>方法，对应的value也会从dict中删除：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> d.pop('Bob')

>>> d

{'Michael': 95, 'Tracy': 85}

</code></pre>

<p>请务必注意，dict内部存放的顺序和key放入的顺序是没有关系的。</p>

<p>和list比较，dict有以下几个特点：</p>

<ol>

<li>查找和插入的速度极快，不会随着key的增加而变慢；</li>

<li>需要占用大量的内存，内存浪费多。</li>

</ol>

<p>而list相反：</p>

<ol>

<li>查找和插入的时间随着元素的增加而增加；</li>

<li>占用空间小，浪费内存很少。</li>

</ol>

<p>所以，dict是用空间来换取时间的一种方法。</p>

<p>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，正确使用dict非常重要，需要牢记的第一条就是dict的key必须是<strong>不可变对象</strong>。</p>

<p>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得出的结果不同，那dict内部就完全混乱了。这个通过key计算位置的算法称为哈希算法（Hash）。</p>

<p>要保证hash的正确性，作为key的对象就不能变。在Python中，字符串、整数等都是不可变的，因此，可以放心地作为key。而list是可变的，就不能作为key：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> key = [1, 2, 3]

>>> d[key] = 'a list'

Traceback (most recent call last):

File "<stdin>", line 1, in <module>

TypeError: unhashable type: 'list'

</code></pre>

<p>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。</p>

<p>要创建一个set，用<code>{x,y,z,...}</code>列出每个元素：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> s = {1, 2, 3}

>>> s

{1, 2, 3}

</code></pre>

<p>或者提供一个list作为输入集合：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> s = set([1, 2, 3])

>>> s

{1, 2, 3}

</code></pre>

<p>注意，传入的参数<code>[1, 2, 3]</code>是一个list，而显示的<code>{1, 2, 3}</code>只是告诉你这个set内部有1，2，3这3个元素，显示的顺序也不表示set是有序的。。</p>

<p>重复元素在set中自动被过滤：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> s = {1, 1, 2, 2, 3, 3}

>>> s

{1, 2, 3}

</code></pre>

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

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> s.add(4)

>>> s

{1, 2, 3, 4}

>>> s.add(4)

>>> s

{1, 2, 3, 4}

</code></pre>

<p>通过<code>remove(key)</code>方法可以删除元素：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> s.remove(4)

>>> s

{1, 2, 3}

</code></pre>

<p>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、并集等操作：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> s1 = {1, 2, 3}

>>> s2 = {2, 3, 4}

>>> s1 & s2

{2, 3}

>>> s1 | s2

{1, 2, 3, 4}

</code></pre>

<p>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，看看是否会报错。</p>

<h3>再议不可变对象</h3>

<p>上面我们讲了，str是不变对象，而list是可变对象。</p>

<p>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：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> a = ['c', 'b', 'a']

>>> a.sort()

>>> a

['a', 'b', 'c']

</code></pre>

<p>而对于不可变对象，比如str，对str进行操作呢：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> a = 'abc'

>>> a.replace('a', 'A')

'Abc'

>>> a

'abc'

</code></pre>

<p>虽然字符串有个<code>replace()</code>方法，也确实变出了<code>'Abc'</code>，但变量<code>a</code>最后仍是<code>'abc'</code>，应该怎么理解呢？</p>

<p>我们先把代码改成下面这样：</p>

<pre class="hljs"><code class="language-plain">>>> a = 'abc'

>>> b = a.replace('a', 'A')

>>> b

'Abc'

>>> a

'abc'

</code></pre>

<p>要始终牢记的是，<code>a</code>是变量，而<code>'abc'</code>才是字符串对象！有些时候，我们经常说，对象<code>a</code>的内容是<code>'abc'</code>，但其实是指，<code>a</code>本身是一个变量，它指向的对象的内容才是<code>'abc'</code>：</p>

<pre class="ascii"><code>┌───┐ ┌───────┐

│ a │────▶│ 'abc' │

└───┘ └───────┘

</code></pre>

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

<pre class="ascii"><code>┌───┐ ┌───────┐

│ a │────▶│ 'abc' │

└───┘ └───────┘

┌───┐ ┌───────┐

│ b │────▶│ 'Abc' │

└───┘ └───────┘

</code></pre>

<p>所以，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，就保证了不可变对象本身永远是不可变的。</p>

<p>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。</p>

<p>tuple虽然是不变对象，但试试把<code>(1, 2, 3)</code>和<code>(1, [2, 3])</code>放入dict或set中，并解释结果。</p>

</div>

<a href="/books/python/basic/loop/index.html"

onclick="gs_load_chapter('/books/python/basic/loop/index.html',true);return false;"

class="inline-block my-2">

stroke="currentColor">

<path stroke-linecap="round" stroke-linejoin="round"

d="M18.75 19.5l-7.5-7.5 7.5-7.5m-6 15L5.25 12l7.5-7.5" />

</svg>

循环

</a>

</div>

<a href="/books/python/function/index.html"

onclick="gs_load_chapter('/books/python/function/index.html',true);return false;"

class="inline-block my-2">

函数

stroke="currentColor">

<path stroke-linecap="round" stroke-linejoin="round"

d="M11.25 4.5l7.5 7.5-7.5 7.5m-6-15l7.5 7.5-7.5 7.5" />

</svg>

</a></div><div style="display: flex; justify-content: space-between; margin-top: 32px; padding-top: 20px; border-top: 1px solid var(--border, #e5e7eb);"><a href="13.html" style="color: var(--primary, #3b82f6); text-decoration: none; font-weight: 500;">← 5.6. 循环</a><a href="15.html" style="color: var(--primary, #3b82f6); text-decoration: none; font-weight: 500;">6. 函数 →</a></div><p style="margin-top: 16px; font-size: 13px; color: var(--text-secondary, #999);">原文：<a href="https://liaoxuefeng.com/books/python/basic/dict-set/index.html" style="color: var(--primary, #3b82f6);">廖雪峰 - 5.7. 使用dict和set</a></p></div></div>

</div>

</footer>

</body>

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