python基础篇(九)——Python数据结构之字典(下)
作者：互联网
前言
上篇文章发给大家介绍了Python中的独有的一种数据结构——字典，主要介绍了字典的具体使用方法，并且通过案例加以说明，本文给大家介绍字典的遍历和字典之间的嵌套。首先介绍字典的遍历。
一、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支持对字典的遍历。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。
1、遍历所有的键值对
探索各种遍历方法前，先来看一个新华字典，它用于存储有关网站用户信息。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',
}
利用上篇文章介绍过的知识，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，可以使用一个for循环来遍历这个字典；具体实现如下：
user_0 = {
'username': 'efermi',
'first': 'enrico',
'last': 'fermi',
}
for key, value in user_0.items():
print("\nkey: " + key)
print("Value: " + value)
我们通过编写for循环来遍历字典，可以声明两个变量，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，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()，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及其相关的值。第一条print语句中的\n确保在输出每个键值对都插入一个空行，具体的执行结果如下所示：
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。对于前面的案例，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，具体遍历如下：
favorite_language = {
'jen':'python',
'sarah': 'c',
'edward':'ruby',
'phil':'python',
}
for name, language in favorite_language.items():
print(name.title() + "'s favorite language is " + language.title() + ".")
for循环就是让Python遍历字典中的每个键值对，并将键值存储在变量name中，而将值存储在变量language中，这些描述姓名能够让人非常轻松地明白print语句是做什么的，具体执行的结果如下：
即便字典存储的是上千乃至上百人的调查结果，这种循环也管用。
2、遍历字典中的所有键
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_language，并将每个被调查者的名字都打印出来，具体实现如下：
favorite_language = {
'jen':'python',
'sarah': 'c',
'edward':'ruby',
'phil':'python',
}
for name in favorite_language.keys():
print(name.title())
我们通过for循环代码让Python提取字典favorite_language中所有的键，并依次将他们存储到变量name中。输出列出了每个被调查者的名字，具体执行结果如下：
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_language.keys():替换为for name in favorite_language:,输出将不变。如果显式地使用方法leys()可让代码更容易理解，我们可以选择这样做，但如果我们愿意，也可以将其省略。
在做这种循环中，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，具体实现如下：
favorite_language = {
'jen':'python',
'sarah': 'c',
'edward':'ruby',
'phil':'python',
}
friends = ['phil', 'sarah']
for name in favorite_language.keys():
print(name.title())
if name in friends:
print(" Hi " + name.title() + ", I see your favorite language is " + favorite_language[name].title() + "!")
我们创建了一个列表，其中包含我们要打印的消息，指出其喜欢的语言的朋友。再循环中，我们打印每个人的名字，并检查当前的名字是否在firends中。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，并将变量名name的当前值作为键。每个人的名字都会被打印，但只对朋友打印特殊的信息，具体实现结果如下：
当然，我们可以使用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；具体实现如下：
favorite_language = {
'jen':'python',
'sarah': 'c',
'edward':'ruby',
'phil':'python',
}
if 'erin' not in favorite_language.keys():
print("Erin, please take our poll!")
方法keys()并非只能用于遍历；实际上，他返回一个列表，其中包含字典中所有键，因此，我们用if语句核实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，打印了一条消息，邀请她参加调查，具体执行结果如下所示：
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，因为通常我们想要的只是获取与键相关联的正确值。
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()来获得按特定顺序的排列的建列表的副本，具体实现如下：
favorite_language = {
'jen':'python',
'sarah': 'c',
'edward':'ruby',
'phil':'python',
}
for name in sorted(favorite_language.keys()):
print(name.title() + ", thank you or taking the poil.")
这条for语句类似于其他for语句，但对方法dictionary.keys()的结果调用了函数sorted()。这让Python列出字典中的所有键，并在遍历前对这个列表进行排序。输出表明，按顺序显示了所有被调查者的名字，具体执行的结果如下：
4、遍历字典中的所有值
如果你感兴趣的主要是字典包含的值，可使用方法values()，它返回一个值列表，而不包含任何键。例如，如果我们想获得一个这样的列表，即其中只包含被调查者选择的各种语言，而不包含调查者的名字，具体实现如下：
favorite_language = {
'jen':'python',
'sarah': 'c',
'edward':'ruby',
'phil':'python',
}
print("The following language have been mentioned:")
for language in favorite_language.values():
print(language.title())
这条for语句提取字典中的每个值，并将它们依次存储到变量language中。通过打印这些值，就获得了一个列表，其中包含被调查者选择各种语言，具体执行结果如下：
这种做法提取字典中的所有值，而没有考虑是否重复。涉及的值很少时，这也许不是问题，但如果被调查者很多，最终的列表可能包含大量的重复项。为剔除重复项，可使用集合(set)。集合类似于列表，但每个元素都是独一无二的，具体实现如下：
favorite_language = {
'jen':'python',
'sarah': 'c',
'edward':'ruby',
'phil':'python',
}
print("The following language have been mentioned:")
for language in set(favorite_language.values()):
print(language.title())
通过对包含重复元素的列表调用set()，可让Python找出列表中独一无二的元素，并使用这些元素来创建一个集合。通过for循环，使用了set()来提取favorite_language.values()中不同的语言。结果是一个不重复的列表，其中列出了被调查者提及的所有语言，具体执行结果如下：
随着我们更加深入的学习Python，经常会发现它内置的功能可帮助我们以希望的方式处理数据。
二、嵌套
有时候，需要将一系列字典存储在列表中，或将列表作为值存储在字典中，这称为嵌套。我们可以在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表甚至在字典中嵌套字典。正如下面的示例将演示的，嵌套是一项强大的功能。
1、字典列表
字典alien_0包含一个外星人的各种信息，但无法存储第二个外星人的信息，更别说屏幕上全部是外星人的信息了。如何管理成群结对的外星人呢？一种办法是创建一个外星人列表，其中每个外星人都是一个字典，包含有关该外星人的各种信息。例如，下面的代码创建一个包含三个外星人的列表，具体实现如下：
alien_0 = {'color': 'green', 'points':5}
alien_1 = {'color': 'red', 'points':10}
alien_2 = {'color': 'orange', 'points':15}
aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]
for alien in aliens:
print(alien)
我们首先创建了三个字典，其中每个字典都表示一个外星人。通过aliens存储列表中，最后，我们遍历这个列表，并将每个外星人都打印出来，具体执行结果如下：
更符合现实的情形是，外星人不止三个，且每个外星人都是使用代码自动生成的。在下面的示例中，我们使用range()生成了30个外星人；具体实现如下：
aliens = []
for alien_number in range(30):
new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
aliens.append(new_alien)
for alien in aliens[:5]:
print(alien)
print("...")
print("Total number of aliens: " + str(len(aliens)))
在这个示例中，首先创建了一个空列表，用于存储接下来将创建的所有外星人。在第一个for循环中，range()返回一系列数字，其唯一的用途是告诉Python我们要重复这个循环多少次。每次执行这个循环时，都创建一个外星人，并将其附加到列表aliens末尾。在第二个for循环中都创建了一个外星人，并将其附加到列表aliens末尾。另外，通过使用一个切片来打印前五个外星人；并且，打印列表的长度，以证明确实创建了30个外星人；具体执行的结果如下：
这些外星人都具有相同的特征，但在Python看来，每个外星人都是独立的，这让我们能够独立地修改每个外星人。
在什么情况下需要处理成群结队的外星人呢？想象一下，可能随着游戏的进行，有些外星人会变色且移动速度会加快。必要时，我们可以使用for循环和if语句来修改某些外星人的颜色。例如，要将前三个外星人修改为黄色的、速度为中等且值10个点，可以这样做：
aliens = []
for alien_number in range(30):
new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
aliens.append(new_alien)
for alien in aliens[0:3]:
if alien['color'] == 'green':
alien['color'] = 'red'
alien['speed'] = 'medium'
alien['points'] = 10
for alien in aliens[0:5]:
print(alien)
print("...")
鉴于我们修改前三个外星人，需要遍历一个只包含这些外星人的切片。当前，所有外星人都是绿色的，我们就将其颜色改为red，将其速度改为medium，并将其点数改为10，具体执行结果如下：
我们还可以进一步扩展这个循环，在其中添加一个elif代码块，将红色外星人改为移动速度快且值15个点的橙色外星人，具体实现如下所示：
aliens = []
for alien_number in range(30):
new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
aliens.append(new_alien)
for alien in aliens[0:3]:
if alien['color'] == 'green':
alien['color'] = 'red'
alien['speed'] = 'medium'
alien['points'] = 10
elif alien['color'] == 'green':
alien['color'] = 'black'
alien['speed'] = 'fast'
alien['points'] = 15
for alien in aliens[0:5]:
print(alien)
print("...")
经常需要在列表中包含大量的字典，而其中每个字典都包含特定对象的众多信息。例如，你可能需要为网站的每个用户创建一个字典，并将这些字典存储在一个名字为users的列表中。在这个列表中，所有字典的结构都相同，因此我们可以遍历这个列表，并以相同的方式处理其中的每个字典。
2、在字典中存储列表
有时候，需要将列表存储在字典中，而不是将字典存储在列表中。例如，你如何描述顾客点的比萨呢？如果使用列表，只能存储要添加的比萨配料，但如果使用字典，就不仅可在其中包含配料列表，还可以包含其他有关比萨的描述。
在下面的示例中，存储了比萨的两方面信息：外皮类型和配料列表。其中的配料列表是一个与键toppings相关联的值。要访问该列表，我们使用字典名和键toppings相关联的值。要访问该列表，我们使用字典名和键toppings，就像访问字典中的其他值一样。这将返回一个配料列表，而不是单个值；具体的实现如下：
pizza = {
'crust': 'thick',
'toppings': ['mushrooms', 'extra cheese'],
}
print("Your ordered a " + pizza['crust'] + "-crust pizza " + "with the following toppings:")
for topping in pizza['toppings']:
print("\t" + topping)
我们首先创建一个字典，其中存储了有关顾客所点的比萨的信息。在这个字典中，一个键是crust，与之相关联的值是字符串thick；下一个键是toppings，与之相关联的值是一个列表，其中存储了顾客要求添加的所有配料。制作前我们概述了顾客所点的比萨。为打印配料，我们编写了一个for循环。为访问配料列表，我们使用了键toppings，这样Python将从字典中提取配料的列表，具体实现的效果如下图所示：
每当需要在字典中将一个键关联到多个值时，都可以在字典中嵌套的一个列表。在本文前面有关喜欢的编程语言的示例中，如果将每个人的回答存储在一个列表中，被调查者就可以选择多种喜欢的语言。在这种情况下，当我们遍历字典时，与每个调查者相关联的都是一个语言列表，而不是一种语言；因此，在遍历该字典的for循环中，我们需要在使用一个for循环来遍历与被调查者相关联的语言列表，具体实现如下：
favorite_language = {
'jen':['python','ruby'],
'sarah': ['c'],
'edward':['ruby','go'],
'phil':['python','haskell'],
}
for name, languages in favorite_language.items():
print("\n" + name.title() + "'s favorite languages are:")
for language in languages:
print("\t" + language.title())
正如我们看到的，现在与每个名字相关联的值都是一个列表。请注意：有些人喜欢的语言只是一种，而有些人喜欢很多。遍历字典时，我们使用了变量languages来依次存储字典中的每个值，因为我们知道这些值都是列表。在遍历字典的主循环中，我们又使用一个for循环来遍历每个人喜欢的语言列表。现在，每个人想列出多少中喜欢的语言都可以，具体执行的结果如下：
为进一步改进这个程序，可在遍历字典的for循环开头添加一条if语句，通过查看len(languages)的值来确定当前的被调查者喜欢的语言是否有多种。如果她喜欢的语言有多种，就像以前一样显示输出；如果只有一种，就相应修改输出的措辞，如显示Sarch's favorite language is C。
列表和字典的嵌套层级不应太多。如果嵌套层级比前面示例多得多，很可能有更简单的解决问题的方案。
3、在字典中存储字典
可在字典中嵌套字典，但这样做时，代码可能很快复杂起来。例如，如果有多个网站的用户，每个都有独特的用户名，可在字典中将用户名作为键，然后将每位用户信息存储在字典中，并将字典作为用户名相关联的值。在下面的程序中，对于每位用户，我们都存储了其三项信息：名、姓和居住地；为访问这些信息，我们遍历所有用户名，并访问与每个用户名相关联的信息字典，具体实现如下：
users = {
'aeinstein':{
'first': 'albert',
'last': 'einstein',
'location': 'princeton',
},
'mcurie':{
'first': 'marie',
'last': 'curie',
'location': 'paris',
},
}
for username, user_info in users.items():
print("\nUsername: " + username)
full_name = user_info['first'] + " " + user_info['last']
location = user_info['location']
print("\tFull name: " + full_name.title())
print("\tLocation: " + location.title())
我们首先定义了一个名为users字典，其中包含两个键：用户名aeinstein和mcurie；与每个键相关联的值都是一个字典，为其中包含用户的名、姓和居住地。第一个for我们用了遍历字典users，让Python依次将每个键存储在变量username中，并依次将与前键相关联的字典存储在变量user_info中。在主循环内部的print语句，我们可以将用户名打印出来。
我们通过full_name来访问内部的字典。该变量包含用户信息字典，而该字典包含三个键：first、last、和location；对于每位用户，我们都使用这些键来生成整洁的姓名和居住地，然后打印有关用户的简要信息，具体执行结果如下：
请注意，表示每位用户的字典的结构都相同，虽然Python并没有这样的要求，但这使得嵌套字典处理起来更容易。倘若表示每位用户的字典都包含不同的键，for循环内部的代码将更复杂。
总结
上篇文章发给大家介绍了Python中的独有的一种数据结构——字典，主要介绍了字典的具体使用方法，并且通过案例加以说明，本文给大家介绍了字典的遍历和字典之间的嵌套。Python是一门注重实际操作的语言，它是众多编程语言中最简单，也是最好入门的。当你把这门语言学会了，再去学习java、go以及C语言就比较简单了。当然，Python也是一门热门语言，对于人工智能的实现有着很大的帮助，因此，值得大家花时间去学习。生命不息，奋斗不止，我们每天努力，好好学习，不断提高自己的能力，相信自己一定会学有所获。加油！！！
标签：遍历,language,python,列表,alien,Python,print,数据结构,字典 来源： https://blog.51cto.com/u_15294376/2985916