Python字典和集合操作指南：创建、获取值、修改和删除键值对，复制和遍历方法全解析

字典（dict）

字典是一种新的数据结构，被称为映射（mapping）。它类似于列表，都用于存储对象。然而，相比列表，字典在查询数据时性能更佳。这是因为在字典中，每个元素都有一个唯一的名字，通过这个名字可以快速查找到指定的元素。

字典由多个键值对（key-value）构成，其中每个键值对都有一个唯一的键和对应的值。通过键可以快速查询到对应的值。创建字典的方式是使用大括号 {}，并提供键值对。键可以是任意不可变对象（例如 int、str、bool、tuple 等），但通常我们使用字符串作为键。

创建字典

使用{}来创建字典，语法：{k1:v1,k2:v2,k3:v3}。

# 使用{}
d = {'name':'孙悟空', 'age':18, 'gender':'男'}

也可以使用dict()函数来创建字典，每一个参数都是一个键值对，参数名就是键，参数值就是值（这种方式创建的字典，key都是字符串）。

# 使用dict()函数来创建字典
d = dict(name='孙悟空', age=18, gender='男')

还可以将一个包含双值子序列的序列转换为字典，双值序列指的是序列中只有两个值，如[1,2]、('a',3)和'ab'等。子序列指的是序列中的元素也是序列的情况，比如[(1,2),(3,5)]。

d = dict([('name', '孙悟饭'), ('age', 18)])

获取字典中的值

可以使用键来获取字典中的值，语法为：d[key]。如果键不存在，会抛出异常KeyError。

print(d['age'])

可以使用get(key[, default])方法来根据键获取字典中的值。如果键在字典中不存在，则会返回None，也可以指定一个默认值作为第二个参数，当获取不到值时返回默认值。

print(d.get('name'))
print(d.get('hello', '默认值'))

修改字典

可以使用d[key] = value来修改字典中的键值对。如果键存在，则会覆盖其对应的值；如果键不存在，则会添加新的键值对。

d['name'] = 'sunwukong'  # 修改字典的key-value
d['address'] = '花果山'  # 向字典中添加key-value

另外，还可以使用setdefault(key[, default])方法向字典中添加键值对。如果键已经存在于字典中，则返回键对应的值，不会对字典做任何操作；如果键不存在，则向字典中添加该键，并设置对应的值。

result = d.setdefault('name', '猪八戒')
result = d.setdefault('hello', '猪八戒')

还可以使用update([other])方法将其他字典中的键值对添加到当前字典中。如果有重复的键，则后面的键值对会替换当前的。

d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
d2 = {'d': 4, 'e': 5, 'f': 6, 'a': 7}
d.update(d2)

删除字典中的键值对

可以使用del关键字删除字典中的键值对。

del d['a']
del d['b']

还可以使用popitem()方法随机删除字典中的一个键值对，一般会删除最后一个键值对。删除后，该方法会将删除的键值对作为返回值返回，返回值是一个元组，包含两个元素，第一个元素是被删除的键，第二个元素是被删除的值。

result = d.popitem()

另外，还可以使用pop(key[, default])方法根据键删除字典中的键值对。该方法会返回被删除的值。如果删除不存在的键，会抛出异常。如果指定了默认值，并且删除的键不存在，则不会报错，而是直接返回默认值。

result = d.pop('d')
result = d.pop('z', '这是默认值')

此外，可以使用clear()方法来清空字典中的键值对。

d.clear()

复制字典

可以使用copy()方法对字典进行浅复制。复制后的对象和原对象是独立的，修改一个不会影响另一个。需要注意的是，浅复制只会复制对象内部的值，对于值也是可变对象的情况，它们不会被复制。

d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
d2 = d.copy()

d = {'a': {'name': '孙悟空', 'age': 18}, 'b': 2, 'c': 3}
d2 = d.copy()
d2['a']['name'] = '猪八戒'

print('d =', d, id(d))
print('d2 =', d2, id(d2))

字典推导式

与列表推导式类似，Python 还支持使用字典推导式创建字典。

# 创建一个包含数字的字典
d = {i: i**2 for i in range(5)}
print(d)  # 输出：{0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}

遍历字典

遍历字典是指依次访问字典中的每一个键值对。在Python中，有几种方法可以实现字典的遍历操作。

使用keys()方法

keys()方法会返回字典的所有键。我们可以通过遍历键来获取字典中的每个键值对。

示例代码：

d = {'name':'孙悟空','age':18,'gender':'男'}for k in d.keys():print(k, d[k])

使用keys()方法可以获取字典中的所有键，然后通过遍历键来获取每个键值对的值。

使用values()方法

values()方法会返回字典的所有值。我们可以通过遍历值来获取字典中的每个键值对。

示例代码：

d = {'name':'孙悟空','age':18,'gender':'男'}for v in d.values():print(v)

使用values()方法可以获取字典中的所有值，然后通过遍历值来访问每个键值对的值。

使用items()方法

items()方法会返回字典中的所有项，每一项是一个包含键和值的双值子序列。

示例代码：

d = {'name':'孙悟空','age':18,'gender':'男'}for k, v in d.items():print(k, '=', v)

使用items()方法可以获取字典中的所有项，然后通过遍历项来获取每个键值对的键和值。

小结

字典是一种非常灵活的数据结构，可以用于存储各种类型的数据。通过键值对的方式，我们可以快速地查找、添加、修改和删除元素。此外，字典还支持字典推导式等高级用法，可以帮助我们更加方便地操作数据，同时你可以根据具体需求选择合适的方法进行遍历字典。

集合（set）

集合和列表非常相似，不同点如下：

1. 集合中只能存储不可变对象
2. 集合中存储的对象是无序的，不按元素的插入顺序保存
3. 集合中不能存在重复的元素

创建集合

可以使用{}来创建集合：

s = {10, 3, 5, 1, 2, 1, 2, 3, 1, 1, 1, 1}  # <class 'set'>

注意，集合中不能包含可变对象，例如列表：

# s = {[1, 2, 3], [4, 6, 7]}  # TypeError: unhashable type: 'list'

可以使用set()函数来创建集合：

s = set()  # 空集合

还可以通过set()将序列和字典转换为集合：

s = set([1, 2, 3, 4, 5, 1, 1, 2, 3, 4, 5])
s = set('hello')
s = set({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3})  # 只包含字典中的键

集合操作

可以使用以下操作来处理集合：

• 使用in和not in来检查集合中的元素是否存在
• 使用len()来获取集合中元素的数量
• 使用add()向集合中添加元素
• 使用update()将一个集合中的元素添加到当前集合中
• 使用pop()随机删除并返回一个集合中的元素
• 使用remove()删除集合中的指定元素
• 使用clear()清空集合
• 使用copy()进行浅复制

示例代码：

s = {'a', 'b', 1, 2, 3, 1}print('c' in s)  # False
print(len(s))s.add(10)
s.add(30)s2 = set('hello')
s.update(s2)
s.update((10, 20, 30, 40, 50))
s.update({10: 'ab', 20: 'bc', 100: 'cd', 1000: 'ef'})result = s.pop()s.remove(100)
s.remove(1000)s.clear()print(result)
print(s, type(s))

集合运算

在对集合进行运算时，不会影响原来的集合，而是返回一个运算结果。

示例代码：

s = {1, 2, 3, 4, 5}
s2 = {3, 4, 5, 6, 7}result = s & s2  # 交集运算
result = s | s2  # 并集运算
result = s - s2  # 差集
result = s ^ s2  # 异或集a = {1, 2, 3}
b = {1, 2, 3, 4, 5}result = a <= b  # 检查一个集合是否是另一个集合的子集
result = {1, 2, 3} <= {1, 2, 3}  # True
result = {1, 2, 3, 4, 5} <= {1, 2, 3}  # Falseresult = {1, 2, 3} < {1, 2, 3}  # 检查一个集合是否是另一个集合的真子集
result = {1, 2, 3} < {1, 2, 3, 4, 5}  # Trueresult = a >= b  # 检查一个集合是否是另一个的超集
result = a > b  # 检查一个集合是否是另一个的真超集print('result =', result)

以上是关于集合的一些基本操作和运算，总结如下。

小结

当使用集合时，需要注意以下几点：

1. 集合是一种无序且元素唯一的数据结构。
2. 可以使用{}或set()函数创建集合。
3. 集合中只能存储不可变的对象，不能包含可变对象。
4. 可以使用in和not in来检查集合中的元素是否存在。
5. 使用len()获取集合中元素的数量。
6. 使用add()向集合中添加元素，使用update()将一个集合中的元素添加到当前集合中。
7. 使用pop()随机删除并返回一个集合中的元素，使用remove()删除集合中的指定元素，使用clear()清空集合。
8. 使用copy()进行浅复制。
9. 集合可以进行交集运算（&）、并集运算（|）、差集运算（-）和异或集运算（^）。
10. 可以使用<=、<、>=和>来比较两个集合的关系，如子集、超集和真子集等。

总结起来，集合是一种非常有用的数据结构，适用于需要存储一组元素并进行快速元素查找和去重的场景。

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