Question

像列表一样，“字典”是许多值的集合。但不像列表的下标，字典的索引可以使用许多不同数据类型，不只是整数。字典的索引被称为“键”，键及其关联的值称为“键-值”对。

在代码中，字典输入时带花括号{}。在交互式环境中输入以下代码：

>>> myCat = {'size': 'fat', 'color': 'gray', 'disposition': 'loud'}

这将一个字典赋给myCat变量。这个字典的键是'size'、'color'和'disposition'。这些键相应的值是'fat'、'gray'和'loud'。可以通过它们的键访问这些值：

>>> myCat['size']
'fat'
>>> 'My cat has ' + myCat['color'] + ' fur.'
'My cat has gray fur.'

字典仍然可以用整数值作为键，就像列表使用整数值作为下标一样，但它们不必从0开始，可以是任何数字。

>>> spam = {12345: 'Luggage Combination', 42: 'The Answer'}

5.1.1 字典与列表

不像列表，字典中的表项是不排序的。名为spam的列表中，第一个表项是spam[0]。但字典中没有“第一个”表项。虽然确定两个列表是否相同时，表项的顺序很重要，但在字典中，键-值对输入的顺序并不重要。在交互式环境中输入以下代码：

>>> spam = ['cats', 'dogs', 'moose']
>>> bacon = ['dogs', 'moose', 'cats']
>>> spam == bacon
False
>>> eggs = {'name': 'Zophie', 'species': 'cat', 'age': '8'}
>>> ham = {'species': 'cat', 'age': '8', 'name': 'Zophie'}
>>> eggs == ham
True

因为字典是不排序的，所以不能像列表那样切片。

尝试访问字典中不存在的键，将导致KeyError出错信息。这很像列表的“越界”IndexError出错信息。在交互式环境中输入以下代码，并注意显示的出错信息，因为没有'color'键：

>>> spam = {'name': 'Zophie', 'age': 7}
>>> spam['color']
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
    spam['color']
KeyError: 'color'

尽管字典是不排序的，但可以用任意值作为键，这一点让你能够用强大的方式来组织数据。假定你希望程序保存朋友生日的数据，就可以使用一个字典，用名字作为键，用生日作为值。打开一个新的文件编辑窗口，输入以下代码，并保存为birthdays.py：

❶ birthdays = {'Alice': 'Apr 1', 'Bob': 'Dec 12', 'Carol': 'Mar 4'}

　while True:
　    print('Enter a name: (blank to quit)')
　    name = input()
　    if name == '':
　        break

❷     if name in birthdays:
❸         print(birthdays[name] + ' is the birthday of ' + name)
　    else:
　        print('I do not have birthday information for ' + name)
　        print('What is their birthday?')
　        bday = input()
❹         birthdays[name] = bday
　        print('Birthday database updated.')

你创建了一个初始的字典，将它保存在birthdays中❶。用in关键字，可以看看输入的名字是否作为键存在于字典中❷，就像查看列表一样。如果该名字在字典中，你可以用方括号访问关联的值❸。如果不在，你可以用同样的方括号语法和赋值操作符添加它❹。

运行这个程序，结果看起来如下所示：

Enter a name: (blank to quit)
Alice
Apr 1 is the birthday of Alice
Enter a name: (blank to quit)
Eve
I do not have birthday information for Eve
What is their birthday?
Dec 5
Birthday database updated.
Enter a name: (blank to quit)
Eve
Dec 5 is the birthday of Eve
Enter a name: (blank to quit)

当然，在程序终止时，你在这个程序中输入的所有数据都丢失了。在第 8章中，你将学习如何将数据保存在硬盘的文件中。

5.1.2 keys()、values()和items()方法

有3个字典方法，它们将返回类似列表的值，分别对应于字典的键、值和键-值对：keys()、values()和items()。这些方法返回的值不是真正的列表，它们不能被修改，没有append()方法。但这些数据类型（分别是dict_keys、dict_values和dict_items）可以用于for循环。为了看看这些方法的工作原理，请在交互式环境中输入以下代码：

>>> spam = {'color': 'red', 'age': 42}
>>> for v in spam.values():
        print(v)

red
42

这里，for循环迭代了spam字典中的每个值。for循环也可以迭代每个键，或者键-值对：

>>> for k in spam.keys():
        print(k)

color
age
>>> for i in spam.items():
        print(i)

('color', 'red')
('age', 42)

利用keys()、values()和items()方法，循环分别可以迭代键、值或键-值对。请注意，items()方法返回的dict_items值中，包含的是键和值的元组。

如果希望通过这些方法得到一个真正的列表，就把类似列表的返回值传递给 list函数。在交互式环境中输入以下代码：

>>> spam = {'color': 'red', 'age': 42}
>>> spam.keys()
dict_keys(['color', 'age'])
>>> list(spam.keys())
['color', 'age']

list(spam.keys())代码行接受keys()函数返回的dict_keys值，并传递给list()。然后返回一个列表，即['color', 'age']。

也可以利用多重赋值的技巧，在for循环中将键和值赋给不同的变量。在交互式环境中输入以下代码：

>>> spam = {'color': 'red', 'age': 42}
>>> for k, v in spam.items():
        print('Key: ' + k + ' Value: ' + str(v))

Key: age Value: 42
Key: color Value: red

5.1.3 检查字典中是否存在键或值

回忆一下，前一章提到，in和not in操作符可以检查值是否存在于列表中。也可以利用这些操作符，检查某个键或值是否存在于字典中。在交互式环境中输入以下代码：

>>> spam = {'name': 'Zophie', 'age': 7}
>>> 'name' in spam.keys()
True
>>> 'Zophie' in spam.values()
True
>>> 'color' in spam.keys()
False
>>> 'color' not in spam.keys()
True
>>> 'color' in spam
False

请注意，在前面的例子中，'color' in spam本质上是一个简写版本。相当于'color' in spam.keys()。这种情况总是对的：如果想要检查一个值是否为字典中的键，就可以用关键字in（或not in），作用于该字典本身。

5.1.4 get()方法

在访问一个键的值之前，检查该键是否存在于字典中，这很麻烦。好在，字典有一个get()方法，它有两个参数：要取得其值的键，以及如果该键不存在时，返回的备用值。

在交互式环境中输入以下代码：

>>> picnicItems = {'apples': 5, 'cups': 2}
>>> 'I am bringing ' + str(picnicItems.get('cups', 0)) + ' cups.'
'I am bringing 2 cups.'
>>> 'I am bringing ' + str(picnicItems.get('eggs', 0)) + ' eggs.'
'I am bringing 0 eggs.'

因为picnicItems字典中没有'egg'键，get()方法返回的默认值是0。不使用get()，代码就会产生一个错误消息，就像下面的例子：

>>> picnicItems = {'apples': 5, 'cups': 2}
>>> 'I am bringing ' + str(picnicItems['eggs']) + ' eggs.'
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#34>", line 1, in 
    'I am bringing ' + str(picnicItems['eggs']) + ' eggs.'
KeyError: 'eggs'

5.1.5 setdefault()方法

你常常需要为字典中某个键设置一个默认值，当该键没有任何值时使用它。代码看起来像这样：

spam = {'name': 'Pooka', 'age': 5}
if 'color' not in spam:
    spam['color'] = 'black'

setdefault()方法提供了一种方式，在一行中完成这件事。传递给该方法的第一个参数，是要检查的键。第二个参数，是如果该键不存在时要设置的值。如果该键确实存在，方法就会返回键的值。在交互式环境中输入以下代码：

>>> spam = {'name': 'Pooka', 'age': 5}
>>> spam.setdefault('color', 'black')
'black'
>>> spam
{'color': 'black', 'age': 5, 'name': 'Pooka'}
>>> spam.setdefault('color', 'white')
'black'
>>> spam
{'color': 'black', 'age': 5, 'name': 'Pooka'}

第一次调用setdefault()时，spam变量中的字典变为{'color': 'black', 'age': 5, 'name': 'Pooka'}。该方法返回值'black'，因为现在该值被赋给键'color'。当spam.setdefault('color', 'white')接下来被调用时，该键的值“没有”被改变成'white'，因为spam变量已经有名为'color'的键。

setdefault()方法是一个很好的快捷方式，可以确保一个键存在。下面有一个小程序，计算一个字符串中每个字符出现的次数。打开一个文件编辑器窗口，输入以下代码，保存为characterCount.py：

message = 'It was a bright cold day in April, and the clocks were striking thirteen.'
count = {}

for character in message:
    count.setdefault(character, 0)
    count[character] = count[character] + 1

print(count)

程序循环迭代message字符串中的每个字符，计算每个字符出现的次数。setdefault()方法调用确保了键存在于count字典中（默认值是0），这样在执行count[character] = count[character] + 1时，就不会抛出KeyError错误。程序运行时，输出如下：

{' ': 13, ',': 1, '.': 1, 'A': 1, 'I': 1, 'a': 4, 'c': 3, 'b': 1, 'e': 5, 'd': 3, 'g': 2, 'i':
6, 'h': 3, 'k': 2, 'l': 3, 'o': 2, 'n': 4, 'p': 1, 's': 3, 'r': 5, 't': 6, 'w': 2, 'y': 1}

从输出可以看到，小写字母c出现了3次，空格字符出现了13次，大写字母A出现了1次。无论message变量中包含什么样的字符串，这个程序都能工作，即使该字符串有上百万的字符！