12.16　字典

从上文可以看出，Python 列表是一种将元素组织在一起的方式。在编程中，你会经常想以另一种方式组织元素，即将某个值和另一个值关联起来。这种组织方式就像电话通讯录将姓名和电话号码关联起来，也像字典将单词和它们的含义关联起来。

Python 字典（dictionary）是一种将两个东西关联在一起的方式。被关联在一起的两个东西分别称为键（key）和值（value）。字典中的每个项（item）或条目（entry）都有一个键和一个值，它们合起来被称为键值对（key-value pair）。一个字典就是一些键值对的集合。

一个简单的例子就是电话通讯录。假设你想保存朋友们的电话号码。你会使用他们的姓名去查找他们的号码（希望你的朋友们没有重名的）。这个姓名就是“键”，即你会用它来查找信息，而电话号码就是“值”，即你要查找的信息。

下面是创建一个 Python 字典的方法，我们用它来存储姓名和电话号码。首先，创建一个空的字典：

>>> phoneNumbers = {}

这个代码看起来和创建列表的方式非常像，只不过它使用的是花括号而不是方括号。

然后，我们来添加一个条目：

>>> phoneNumbers["John"] = "555-1234"

如果我们打印一下字典，它看起来是这样的：

>>> print phoneNumbers
{'John': '555-1234'}

首先显示键，然后是一个冒号，再接着显示值。之所以用引号，是因为在这个例子中键和值刚好都是字符串（不是必需的）。

也可以用另一种方式来完成：

>>> phoneNumbers = {"John": "555-1234"}

我们来添加更多的条目。不像在列表中可以使用 append()，在字典中则没有用于添加新条目的方法。只需要指定新的键和值就行了：

>>> phoneNumbers["Mary"] = "555-6789"
>>> phoneNumbers["Bob"] = "444-4321"
>>> phoneNumbers["Jenny"] = "867-5309"

我们来看一下整个字典：

>>> print phoneNumbers
{'Bob': '444-4321', 'John': '555-1234', 'Mary': '555-6789', 'Jenny': '867-5309'}

我们之所以创建字典，是因为我们可以在字典中查找东西。在这个例子中，我 们希望按姓名来查找电话号码。你可以这样做：

>>> print phoneNumbers["Mary"]
'555-6789'

注意，这里使用方括号来指定你想要找的条目的键。整个字典本身还是被包裹在花括号中。

字典和列表有点类似，但也有一些主要区别。这两种类型都称为“集合”（collection），也就是说，它们都是将其他类型条目集中在一起的组织方式。

它们的一些相似点：

• 列表和字典都可以包含任意类型（甚至包括列表和字典）的条目，所以你可以有一个包含数字、字符串、对象甚至其他集合的集合。

• 列表和字典都提供了在集合中查找条目的方法。

它们的一些不同点：

• 列表是有顺序的（ordered）。如果你按照某种顺序向列表中添加元素，这些元素就会保持这种顺序。你还可以对列表进行排序。字典是无序的（unordered）。如果你向字典中添加内容，然后打印出来，显示的顺序可能会跟添加的顺序不同。

• 列表中的元素是使用索引访问的，而字典中的条目是使用键来访问的：

>>> print myList[3]
'eggs'
>>> print myDictionary["John"]
'555-1234'

前面提到过，在 Python 中很多东西都是对象，列表和字典也是。所以列表和字典都有一些使用点号表示法来使用的方法。

keys() 方法会列出字典中所有的键：

>>> phoneNumbers.keys()
['Bob', 'John', 'Mary', 'Jenny']

values() 方法会列出字典中所有的值：

>>> phoneNumbers.values()
['444-4321', '555-1234', '555-6789', '867-5309']

其他的语言也有与 Python 字典类似的东西。它们通常被称为关联数组（associative array），因为它们将键和值关联在一起。你可能也会听说它们的另外一个名字——哈希表（hash table）。

和列表一样，字典中的条目也可以是任意类型，包括简单类型（整数、浮点数、字符串）和集合（列表、字典）以及复合类型（对象）。

没错，你可以在字典中包含其他的字典，正如列表中可以包含其他的列表一样。但事实上，这句话并不完全对。只有字典中的值是可以使用字典的，而键的要求更为严格一些。早先我们谈论过可变类型（mutable）与不可变类型（immutable）。字典的键只可以使用不可变类型（布尔、整数、浮点数、字符串和元组）。你不能使用一个列表或者字典来当作键，因为它们是可变类型。

我在上面提到过，字典和列表有一个不同之处，就是字典是无序的。注意，尽管 Bob 的电话是第三个被添加到字典中的，但在打印字典内容时却是第一个显示的。字典没有顺序这个概念，所以对字典进行排序是没有意义的。但有时你希望将字典中的内容按照某种顺序显示出来。虽然字典没有顺序，但可以对列表排序，所以当你拿到键的列表后，就可以对键进行排序，然后按照键的顺序显示字典内容。你可以使用 sorted() 函数来对字典的键排序，像下面这样：

>>> for key in sorted(phoneNumbers.keys()):
print key, phoneNumbers[key]

Bob 444-4321
Jenny 867-5309
John 555-1234
Mary 555-6789

这和你在列表中看到的 sorted() 函数是一样的。如果你细想一下，会发现它是有效的，因为字典的键的集合是一个列表。

那么，如果你想将字典的值（而不是键）按某种顺序输出该怎么办呢？在电话通讯录的例子中，就是按照电话号码从小到大输出。字典的查找过程是单向的，这意味着只能用键去查找值，而不能反过来。所以对值排序会有些困难。但这仍然是可以做到的，只是需要做更多的工作：

>>> for value in sorted(phoneNumbers.values()):
for key in phoneNumbers.keys():
if phoneNumbers[key] == value:
print key, phoneNumbers[key]
Bob 444-4321
John 555-1234
Mary 555-6789
Jenny 867-5309

我们首先取得排序之后的值的列表，然后针对列表中的每个值，循环遍历字典中的所有键，直到找到与该值关联的键。

下面是字典可以做的其他一些事情。

• 使用 del 删除一个条目：

>>> del phoneNumbers["John"]
>>> print phoneNumbers
{'Bob': '444-4321', 'Mary': '555-6789', 'Jenny': '867-5309'

• 使用 clear() 删除所有条目（清空字典）：

>>> phoneNumbers.clear()
>>> print phoneNumbers
{}

• 使用 in 确定某个键在字典中是否存在：

>>> phoneNumbers = {'Bob':'444-4321', 'Mary':'555-6789','Jenny':'867-5309'}
>>> "Bob" in phoneNumbers
True
>>> "Barb" in phoneNumbers
False

字典在 Python 代码中使用得很广泛。

这些当然不是有关 Python 字典的全部内容，但你应该对其有了大致的了解，这样你就可以在代码中使用字典，也可以认出在其他代码中出现的字典。

你学到了什么

在这一章，你学到了以下内容。

• 列表是什么。

• 如何向列表中增加元素。

• 如何从列表删除元素。

• 如何确定列表是否包含某个值。

• 如何对列表排序。

• 如何建立列表的副本。

• 元组。

• 双重列表。

• Python 字典。

测试题

1. 向列表增加元素有哪些方法？

2. 从列表删除元素有哪些方法？

3. 要得到一个列表的有序副本，但又不能改变原来的列表，有哪两种方法？

4. 怎样得出某个值是否在列表中？

5. 如何确定某个值在列表中的位置？

6. 什么是元组？

7. 如何建立双重列表？

8. 如何从一个双重列表中得到一个值？

9. 什么是字典？

10. 如何向字典中增加项？

11. 怎样使用键去查找一个条目？

动手试一试

1. 写一个程序，让用户提供 5 个名字。程序要把这 5 个名字保存在一个列表中，最后打印出来。就像这样：

Enter 5 names:
Tony
Paul
Nick
Michel
Kevin
The names are Tony Paul Nick Michel Kevin

1. 修改第 1 题的程序，要求不仅显示原来的名字列表，还要显示出排序后的列表。

2. 修改第 1 题的程序，要求只显示用户键入的第 3 个名字，就像这样：

The third name you entered is: Nick

1. 修改第 1 题的程序，让用户替换其中一个名字。用户应该能选择要替换哪个名字，然后键入新名字。最后显示这个新的列表：

Enter 5 names:
Tony
Paul
Nick
Michel
Kevin
The names are Tony Paul Nick Michel Kevin
Replace one name. Which one? (1-5): 4
New name: Peter
The names are Tony Paul Nick Peter Kevin

1. 编写一个字典程序，让用户可以添加单词和定义，然后可以查找这些单词。确保当要查找的单词不存在时，用户能够知晓。运行的时候，它应该是像这样的：

Add or look up a word (a/l)? a
Type the word: computer
Type the definition: A machine that does very fast math
Word added!
Add or look up a word (a/l)? l
Type the word: computer
A machine that does very fast math
Add or look up a word (a/l)? l
Type the word: qwerty
That word isn't in the dictionary yet.