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【30天玩转python】字典与集合

news 2025/6/23 13:35:54

字典与集合

Python 中，字典（dict）和集合（set）是两个非常重要的内置数据类型。字典是键值对的集合，而集合是无序的唯一元素集合。本节将介绍字典和集合的基本用法和常见操作。

1. 字典

1.1 字典的定义

字典是一种可变的、无序的数据结构，存储键值对（key-value pair）。字典的键必须是唯一且不可变的（如字符串、数字、元组），而值可以是任何数据类型。字典使用大括号 {} 表示，键和值之间用冒号 : 分隔。

my_dict = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"}
print(my_dict)

输出结果：

{'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

1.2 访问字典元素

通过键来访问字典中的值。如果键不存在，会引发 KeyError。

print(my_dict["name"])  # 输出：Alice

可以使用 get() 方法访问元素，这种方法在键不存在时不会引发错误，而是返回 None 或指定的默认值。

print(my_dict.get("age"))  # 输出：25
print(my_dict.get("address", "未找到该键"))  # 输出：未找到该键

1.3 修改字典

字典是可变的，因此可以通过指定键来修改字典的值。

my_dict["age"] = 30
print(my_dict)  # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'New York'}

1.4 添加元素

向字典中添加新的键值对。

my_dict["address"] = "123 Street"
print(my_dict)  # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'New York', 'address': '123 Street'}

1.5 删除元素

可以使用 del 关键字或 pop() 方法从字典中删除指定的键值对。

del my_dict["city"]
print(my_dict)  # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 30, 'address': '123 Street'}my_dict.pop("address")
print(my_dict)  # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 30}

1.6 字典的常用方法

keys()：返回字典中所有键的视图。

print(my_dict.keys())  # 输出：dict_keys(['name', 'age'])

values()：返回字典中所有值的视图。

print(my_dict.values())  # 输出：dict_values(['Alice', 30])

items()：返回字典中所有键值对的视图。

print(my_dict.items())  # 输出：dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 30)])

update()：将另一个字典或键值对更新到当前字典。

my_dict.update({"city": "San Francisco", "phone": "123-456-7890"})
print(my_dict)  # 输出：{'name': 'Alice', 'age': 30, 'city': 'San Francisco', 'phone': '123-456-7890'}

clear()：清空字典。

my_dict.clear()
print(my_dict)  # 输出：{}

2. 集合

2.1 集合的定义

集合是一种无序且元素唯一的数据结构。集合中的元素必须是不可变的（如字符串、数字、元组）。集合使用大括号 {} 表示，或者使用 set() 函数创建。

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5}

如果需要创建空集合，必须使用 set()，因为空的 {} 是空字典。

empty_set = set()
print(type(empty_set))  # 输出：<class 'set'>

2.2 集合的特点

无序：集合中的元素没有特定的顺序。
唯一性：集合中的每个元素都是唯一的，重复元素会被自动去重。

my_set = {1, 2, 2, 3}
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 3}

2.3 集合的常用操作

添加元素
使用 add() 方法向集合中添加元素。

my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 3, 4}

删除元素
使用 remove() 方法删除集合中的指定元素，如果元素不存在，会引发 KeyError。
```
my_set.remove(2)
print(my_set)  # 输出：{1, 3, 4}
```
使用 discard() 方法删除元素，如果元素不存在不会引发错误。
```
my_set.discard(5)  # 不会报错
```
集合的长度
使用 len() 函数可以获取集合的大小。
```
print(len(my_set))  # 输出：3
```

清空集合
使用 clear() 方法清空集合。

my_set.clear()
print(my_set)  # 输出：set()

2.4 集合的常见操作

集合的并集
使用 union() 或 | 运算符获取两个集合的并集（包含两个集合中的所有元素）。

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
print(set1.union(set2))  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5}
print(set1 | set2)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5}

集合的交集
使用 intersection() 或 & 运算符获取两个集合的交集（两个集合中共同的元素）。
```
print(set1.intersection(set2))  # 输出：{3}
print(set1 & set2)  # 输出：{3}
```
集合的差集
使用 difference() 或 - 运算符获取集合的差集（存在于第一个集合但不在第二个集合中的元素）。
```
print(set1.difference(set2))  # 输出：{1, 2}
print(set1 - set2)  # 输出：{1, 2}
```
集合的对称差
使用 symmetric_difference() 或 ^ 运算符获取两个集合的对称差（两个集合中不重复的元素）。
```
print(set1.symmetric_difference(set2))  # 输出：{1, 2, 4, 5}
print(set1 ^ set2)  # 输出：{1, 2, 4, 5}
```

2.5 集合的遍历

可以使用 for 循环遍历集合中的元素。

my_set = {1, 2, 3, 4}
for item in my_set:print(item)

3. 字典与集合的区别

特性	字典 (`dict`)	集合 (`set`)
元素存储方式	键值对（key-value pair）	唯一元素集合
是否有序	Python 3.7+ 中为插入顺序（以前版本为无序）	无序
可变性	键和值都可以修改	元素可修改
元素是否唯一	键必须唯一，值可以重复	元素必须唯一
常用用途	存储和快速查找键值对	集合操作、去重及集合运算