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。
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。
使用字典
在Python中,字典 是一系列键 ---值 对 。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:
alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
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' 。
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!")
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。
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)
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}
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。
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。
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
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 。
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)
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。
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',
}
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)。