技術標籤：dict keys 取最後一個

假設我們需要用一個數據結構來儲存 3 萬個漢字，如果我們使用 list 或 tuple 來儲存，當我們查詢某個漢字時， 就需要從第一個成員開始一直找，直到我們能找到，或者到最後一個成員沒有找到為止。

dict 就是字典，其實現原理和我們使用的字典是一樣的，假設我們使用 dict 來儲存 3 萬個漢字，我們只需要在字典的索引表裡查這個漢字對應的位置，就可以找到這個字，無論找哪個字，我們都可以一次性定位到該字，也就是時間複雜度為 o(1)。 我們使用 dict 資料結構來儲存漢字，查詢速度不會隨著漢字內容的多少而變化。

對於我們前面學過的 str 型別，list 型別和 tuple 型別都可以通過下標訪問裡面的成員， 而 Python 的 dict 是無序的集合（無法通過下標訪問），但我們可以通過 dict 的鍵（key）來訪問，key 就類似於有序集合的下標。

dict 的定義

• dict 是 Python 內建的資料型別，在其它語言中一般屬於非內建型別，是由第三方庫或者程式設計師本身寫的庫， 比如 c++ 中的 stl 庫中的 map 和 Python 的 dict 類似，但實現方式不一樣（c++ 的 map 用的是紅黑樹，Python 用的是雜湊表），Python 語言用 {} 來表示是一個 dict，每個成員是一個鍵-值（key-value）配對。

student_dict = {"name": "ruhua", "age": 18} 
print(student_dict) 

• dict 成員在記憶體中的順序和定義時候的順序不一定一樣，這是由建立雜湊表的演算法（大家可自行搜尋雜湊表演算法） 決定的，雜湊表的演算法決定鍵的存放位置。

student_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
 print(student_dict) # 記憶體中順序為 {'a': 1, 'c': 3, 'b': 2} 

dict 的增刪改查

• 我們知道 dict 是無序的，所以無法通過下標訪問值，但我們可以通過 key 來訪問該 key 對應的值， 訪問方式為 dict[key]，但要確保 key 存在，不然會報異常；我們也可以使用 dict 的 get 函式獲取 key 對應的值，如果 key 不存在，則返回 None。

mydict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
print(mydict['b'])
print(mydict.get('b'))
print(mydict['d'])      # 報異常
print(mydict.get('d'))  # 返回 None
 

• 我們如果想給字典新增一個值，可以直接通過 dict[key] = value 的方式，如果 key 已經存在的話，則是修改。

mydict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
mydict['d'] = 4
mydict['b'] = 5
print(mydict)

• 因為 dict 的每個成員都是鍵值配對，所以刪除成員的時候，通過鍵刪除值，整個成員就會刪除掉， 可以使用 Python 內建函式 del 或 dict 成員函式 pop 做刪除操作，注意要確保刪除的鍵存在，不然會報異常。

mydict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
del mydict['b']
print(mydict)
mydict.pop('a')
print(mydict)

獲取 dict 鍵，值，成員的函式

• dict 的 keys 函式獲取 dict 所有成員的鍵放在一個 dict_keys 型別的物件中，這個物件是一個可遍歷的集合，我們可以通過遍歷這個物件，獲取每一個鍵。

mydict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

allkeys = mydict.keys()
print(allkeys)
print(type(allkeys))
for key in allkeys:
    print(key)

• dict 的 values 函式獲取 dict 所有值放在一個 dict_values 型別的物件中，這個物件是一個可遍歷的集合，我們可以通過遍歷這個物件，獲取每一個值。

mydict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

allvalues = mydict.values()
print(allvalues)
print(type(allvalues))
for value in allvalues:
    print(value)

• dict 的 items 函式獲取 dict 所有的成員放在一個 dict_items 型別的物件中，這個物件是一個可遍歷的集合，我們可以通過遍歷這個物件，獲取每一個成員。

mydict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

allitems = mydict.items()
print(allitems)
print(type(allitems))
for item in allitems:
    print(item)

• 注意：在 Python 2 中，dict 還提供了 iter 系列函式（iter_keys 函式，iter_values 函式，iter_items 函式）來獲取 dict 的鍵，值和成員，並把他們放入迭代器中；而 Python2 的 keys 函式，values 函式和 items 函式則把取出的值放在一個 list 中。

使用 dict 注意事項

• dict 的鍵就如有序集合的索引一樣，dict 成員的鍵是不可以修改的。
• dict 成員的鍵就像索引一樣是不可以重複的。

mydict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
mydict['b'] = 4  # 只會修改鍵所對應的值
print(mydict)

• 因為 Python 的 dict 資料結構是採用 hash 演算法構建的，hash 演算法決定 key 的位置， 所以 dict 成員的鍵是必須可以 hash 的，所有的常量都是可 hash 的，比如數字，字串，bool值，None 等等， 對於 tuple 來說，如果 tuple 的成員也都是可 hash 的則可以，否則不行。

mydict = {}                         # 空的 dict
mydict[-1.1] = "Hello"              # 數字
mydict["babye"] = "babye"           # 字串
mydict[False] = "welcome"           # bool 值
mydict[None] = "Python"
mydict[(1, (2, 3))] = "老鳥python"  # 可雜湊的 tuple
mydict[[1, 2]] = "my god"           # [1, 2] 不可 hash
mydict[{'a': 1}] = "my god"         # {'a': 1} 不可 hash
mydict[(1, (2, [3,4]))]             # (1, (2, [3,4]) 不可 hash

• 對 dict 成員的 key 進行增加，刪除操作時，dict 的 hash 表的結構就會改變， 成員的儲存順序就會發生變化，在遍歷的時候就會出現混亂，因為已經遍歷過的成員有可能再次被遍歷等等（在迴圈章節我們再講這個問題）。

本節重要知識點

• dict 內部儲存的資料結構。
• 熟練使用 dict 增刪改查
• 熟練使用獲取 key，value 和 成員的函式。

作業

建一個字典結構的 students_dict 用來儲存班級裡同學的資訊，students_dict 的成員分別為：姓名，性別，年齡， 是否單身以及父母名字（注意父母名字是 students_dict 的一個成員）。

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