Как создать словарь в python
Обычные списки (массивы) представляют собой набор пронумерованных элементов, то есть для обращения к какому-либо элементу списка необходимо указать его номер. Номер элемента в списке однозначно идентифицирует сам элемент. Но идентифицировать данные по числовым номерам не всегда оказывается удобно. Например, маршруты поездов в России идентифицируются численно-буквенным кодом (число и одна буква), также численно-буквенным кодом идентифицируются авиарейсы, то есть для хранения информации о рейсах поездов или самолетов в качестве идентификатора удобно было бы использовать не число, а текстовую строку.
Структура данных, позволяющая идентифицировать ее элементы не по числовому индексу, а по произвольному, называется словарем или ассоциативным массивом. Соответствующая структура данных в языке Питон называется dict .
Рассмотрим простой пример использования словаря. Заведем словарь Capitals , где индексом является название страны, а значением — название столицы этой страны. Это позволит легко определять по строке с названием страны ее столицу.
# Создадим пустой словать Capitals Capitals = dict() # Заполним его несколькими значениями Capitals['Russia'] = 'Moscow' Capitals['Ukraine'] = 'Kiev' Capitals['USA'] = 'Washington' Countries = ['Russia', 'France', 'USA', 'Russia'] for country in Countries: # Для каждой страны из списка проверим, есть ли она в словаре Capitals if country in Capitals: print('Столица страны ' + country + ': ' + Capitals[country]) else: print('В базе нет страны c названием ' + country)
Итак, каждый элемент словаря состоит из двух объектов: ключа и значения. В нашем примере ключом является название страны, значением является название столицы. Ключ идентифицирует элемент словаря, значение является данными, которые соответствуют данному ключу. Значения ключей — уникальны, двух одинаковых ключей в словаре быть не может.
В жизни широко распространены словари, например, привычные бумажные словари (толковые, орфографические, лингвистические). В них ключом является слово-заголовок статьи, а значением — сама статья. Для того, чтобы получить доступ к статье, необходимо указать слово-ключ.
Другой пример словаря, как структуры данных — телефонный справочник. В нем ключом является имя, а значением — номер телефона. И словарь, и телефонный справочник хранятся так, что легко найти элемент словаря по известному ключу (например, если записи хранятся в алфавитном порядке ключей, то легко можно найти известный ключ, например, бинарным поиском), но если ключ неизвествен, а известно лишь значение, то поиск элемента с данным значением может потребовать последовательного просмотра всех элементов словаря.
Особенностью ассоциативного массива является его динамичность: в него можно добавлять новые элементы с произвольными ключами и удалять уже существующие элементы. При этом размер используемой памяти пропорционален размеру ассоциативного массива. Доступ к элементам ассоциативного массива выполняется хоть и медленнее, чем к обычным массивам, но в целом довольно быстро.
В языке Питон ключом может быть произвольный неизменяемый тип данных: целые и действительные числа, строки, кортежи. Ключом в словаре не может быть множество, но может быть элемент типа frozenset : специальный тип данных, являющийся аналогом типа set , который нельзя изменять после создания. Значением элемента словаря может быть любой тип данных, в том числе и изменяемый.
Когда нужно использовать словари
- Подсчет числа каких-то объектов. В этом случае нужно завести словарь, в котором ключами являются объекты, а значениями — их количество.
- Хранение каких-либо данных, связанных с объектом. Ключи — объекты, значения — связанные с ними данные. Например, если нужно по названию месяца определить его порядковый номер, то это можно сделать при помощи словаря Num[‘January’] = 1; Num[‘February’] = 2; . .
- Установка соответствия между объектами (например, “родитель—потомок”). Ключ — объект, значение — соответствующий ему объект.
- Если нужен обычный массив, но масимальное значение индекса элемента очень велико, и при этом будут использоваться не все возможные индексы (так называемый “разреженный массив”), то можно использовать ассоциативный массив для экономии памяти.
Создание словаря
Пустой словарь можно создать при помощи функции dict() или пустой пары фигурных скобок <> (вот почему фигурные скобки нельзя использовать для создания пустого множества). Для создания словаря с некоторым набором начальных значений можно использовать следующие конструкции:
Capitals = Capitals = dict(Russia = 'Moscow', Ukraine = 'Kiev', USA = 'Washington') Capitals = dict([("Russia", "Moscow"), ("Ukraine", "Kiev"), ("USA", "Washington")]) Capitals = dict(zip(["Russia", "Ukraine", "USA"], ["Moscow", "Kiev", "Washington"])) print(Capitals)
Первые два способа можно использовать только для создания небольших словарей, перечисляя все их элементы. Кроме того, во втором способе ключи передаются как именованные параметры функции dict , поэтому в этом случае ключи могут быть только строками, причем являющимися корректными идентификаторами. В третьем и четвертом случае можно создавать большие словари, если в качестве аргументов передавать уже готовые списки, которые могут быть получены не обязательно перечислением всех элементов, а любым другим способом построены по ходу исполнения программы. В третьем способе функции dict нужно передать список, каждый элемент которого является кортежем из двух элементов: ключа и значения. В четвертом способе используется функция zip , которой передаются два списка одинаковой длины: список ключей и список значений.
Работа с элементами словаря
Основная операция: получение значения элемента по ключу, записывается так же, как и для списков: A[key] . Если элемента с заданным ключом нет в словаре, то возникает исключение KeyError .
Другой способ определения значения по ключу — метод get : A.get(key) . Если элемента с ключом get нет в словаре, то возвращается значение None . В форме записи с двумя аргументами A.get(key, val) метод возвращает значение val , если элемент с ключом key отсутствует в словаре.
Проверить принадлежность элемента словарю можно операциями in и not in , как и для множеств.
Для добавления нового элемента в словарь нужно просто присвоить ему какое-то значение: A[key] = value .
Для удаления элемента из словаря можно использовать операцию del A[key] (операция возбуждает исключение KeyError , если такого ключа в словаре нет. Вот два безопасных способа удаления элемента из словаря.
A = key = 'ac' if key in A: del A[key] try: del A[key] except KeyError: print('There is no element with key "' + key + '" in dict') print(A)
В первом случае мы предварительно проверяем наличие элемента, а во втором — перехватываем и обрабатываем исключение.
Еще один способ удалить элемент из словаря: использование метода pop : A.pop(key) . Этот метод возвращает значение удаляемого элемента, если элемент с данным ключом отсутствует в словаре, то возбуждается исключение. Если методу pop передать второй параметр, то если элемент в словаре отсутствует, то метод pop возвратит значение этого параметра. Это позволяет проще всего организовать безопасное удаление элемента из словаря: A.pop(key, None) .
Перебор элементов словаря
Можно легко организовать перебор ключей всех элементов в словаре:
A = dict(zip('abcdef', list(range(6)))) for key in A: print(key, A[key])
Следующие методы возвращают представления элементов словаря. Представления во многом похожи на множества, но они изменяются, если менять значения элементов словаря. Метод keys возвращает представление ключей всех элементов, метод values возвращает представление всех значений, а метод items возвращает представление всех пар (кортежей) из ключей и значений.
Соответственно, быстро проверить, есть ли значение val среди всех значений элементов словаря A можно так: val in A.values() , а организовать цикл так, чтобы в переменной key был ключ элемента, а в переменной val , было его значение можно так:
A = dict(zip('abcdef', list(range(6)))) for key, val in A.items(): print(key, val)
Словари¶
Неупорядоченная коллекция объектов произвольного типа с доступом по ключу. Представлены типом dict .
Неупорядоченная коллекция объектов произвольного типа, в которой не имеются дубликаты. Представлены типом set .
Коллекция, в которой элементы не индексируются и нельзя делать срезы
Создание словарей¶
>>> d = <> >>> type(d)
>>> d = «Name»: «John», «Last Name»: «Connor»> >>> d
Динамическое создание словарей:
# Словарь можно создать, передав список пар ключ-значение pairs = [('Name', 'John'), ('Age', 19)] d = dict(pairs) print(d) 'Name': 'John', 'Age': 19> # Можно создавать такие пары с помощью функции zip id = (1, 2, 3, 4,) logins = ('Vasya', 'Petya', 'Lera') # Функция zip упаковывает несколько последовательностей в кортежи d = dict(zip(logins, id)) print(d) 'Vasya': 1, 'Petya': 2, 'Lera': 3>
Добавление элементов осуществляется с помощью фигурных скобок:
>>> d['Age'] = 19
Получение элемента по ключу:
>>> d['Age'] 19
Методы словарей¶
d. get ( key ) ¶
Получение элемента по заданному ключу:
>>> d.get('Name') 'John' >>> d.get('Not Presented Key') None
Получение списка всех ключей
>>> d.keys() dict_keys(['Name', 'Last Name'])
Получение списка всех значений в словаре
>>> d.values() dict_values(['John', 'Connor'])
Получение списка пар ключ-значение, представленных в виде кортежей:
>>> d.items() dict_items([('Name', 'John'), ('Last Name', 'Connor')])
d. pop ( key ) ¶
Извлечение элемента из словаря:
>>> d = ‘Name’: ‘John’, ‘Last Name’: ‘Connor’> >>> d.pop(‘Name’) ‘John’ >>> d
dict. fromkeys ( seq, value ) ¶
Создаёт новый словарь, в котором ключи взяты из последовательности seq и им установлены значения по умолчанию value :
>>> lst = [‘uesr1’, ‘user2’, ‘user3’] >>> user_logins_with_passwords = dict.fromkeys(lst, 123456) >>> user_logins_with_passwords
Задачи¶
- Напишите программу, которая получает на вход набор слов и выводит на экран только уникальные. Использовать тип set .
- Доработать программу, чтобы она получала от пользователя путь до файла со словами
- Написать программу, которая на вход получает файл и выводит на экран какое слово сколько раз встречалось. Использовать тип dict . Содержимое файла:
слово фраза предложение слово
Пример вывода:
Путь к файлу: words.txt слово: 2 фраза: 1 предложение: 1
prices = "banana": 4, "apple": 2, "orange": 1.5, "pear": 3 >
2: [(1, 1)] 3: [(1, 2), (2, 1)] .
Словари в Python
В этом руководстве вы узнаете всё о словарях в Python: как их создавать, как добавлять, удалять, как получать из них элементы, а еще познакомитесь со встроенными методами словарей.
Словарь — это неупорядоченный набор элементов. Элемент словаря представляет собой пару ключ: значение . Словари оптимизированы для получения значений по заданному ключу.
Как создать словарь
Чтобы создать словарь в Python, необходимо прописать элементы внутри фигурных скобок <> и разделить их запятыми.
В элементе содержится ключ и соответствующее значение, они записываются так: (ключ: значение) .
В словарях значения могут повторяться и быть любого типа. Ключи же повторяться не могут и должны быть неизменяемым типом (строками, числовыми типами и кортежами с неизменяемыми элементами).
# пустой словарь my_dict = <> # словарь с ключами — целочисленными значениями my_dict = # словарь с ключами разных типов my_dict = # используем dict() my_dict = dict() # словарь из последовательности, где элементы являются парами my_dict = dict([(1,'яблоко'), (2,'мяч')])Как вы увидели выше, мы можем создать словарь с помощью встроенной функции dict() .
Как получить элементы из словаря
В отличие от других типов данных, где для доступа к элементам используется индексация, в словаре используются ключи. Они используются внутри квадратных скобок или в качестве аргумента метода get() .
При использовании квадратных скобок и отсутствии элемента в словаре вызывается ошибка KeyError. При использовании метода get() и отсутствии элемента возвращается None .
# get vs. [] для получения элементов my_dict = # Вывод: Jack print(my_dict['Имя']) # Вывод: 26 print(my_dict.get('Возраст')) # Попытка получить ключ, которого не существует, приводит к ошибке # Вывод: None print(my_dict.get('Адрес')) # KeyError print(my_dict['Адрес'])Вывод:
Ваня
26
None
Traceback (most recent call last):
File "", line 15, in
print(my_dict['Адрес'])
KeyError: 'Адрес'
Как изменить или добавить элементы в словаре
Словари — изменяемый тип данных. Это значит, что в него можно добавить новые элементы или изменить уже существующие с помощью оператора присваивания.
Если добавляемый ключ есть в словаре, значение элемента изменяется. Если же такого ключа еще нет, то в словарь добавляется новая пара (ключ: значение) .
# Изменение словаря my_dict = # обновляем значение my_dict['Возраст'] = 27 # Вывод: print(my_dict) # добавляем элемент my_dict['Адрес'] = 'Центр города' # Вывод: print(my_dict)Вывод:
Как удалить элементы из словаря
Удалить нужный элемент словаря по ключу можно с помощью метода pop() . Этот метод удаляет элемент с соответствующим ключом и возвращает значение.
Удалить произвольную пару (ключ, значение) можно с помощью метода popitem() . Очистить весь словарь за один раз можно с помощью метода clear() .
Также можно использовать ключевое слово del для удаления отдельных элементов или же всего словаря.
# создаем словарь squares = # удаляет определенный элемент, возвращает его значение # Вывод: 16 print(squares.pop(4)) # Вывод: print(squares) # удаляет произвольный элемент, возвращает (ключ, эзначение) # Вывод: (5, 25) print(squares.popitem()) # Вывод: print(squares) # удаляет все элементы squares.clear() # Вывод: <> print(squares) # удаляет весь словарь del squares # выдает ошибку print(squares)Вывод:
16
(5, 25)
<>
Traceback (most recent call last):
File "", line 30, in
print(squares)
NameError: name 'squares' is not defined
Методы словарей
В таблице ниже указаны доступные методы словарей. Некоторые из них мы уже использовали в примерах выше.
Метод
Что делает
Удаляет все элементы из словаря
Возвращает неглубокую копию словаря
Возвращает словарь с ключами из seq и значениями, равными v (по умолчанию None )
Возвращает значение ключа key . Если key не существует, возвращает d (по умолчанию None )
Возвращает новый объект элементов словаря в формате (ключ, значение)
Возвращает новый объект с ключами словаря
Удаляет элемент с ключом key и возвращает его значение или d , если key не найден. Если d не было обозначено и key не найден, вызывает ошибку KeyError.
Удаляет и возвращает произвольную пару (ключ, значение) . Вызывае ошибку KeyError, если словарь пустой.
Если ключ key есть в словаре, возвращает соответствующее ему значение. Если нет, добавляет в словарь элемент с ключом key и значением d и возвращает d (по умолчанию None )
Обновляет словарь имеющимися парами ключ/значение из other , перезаписывая существующие ключи
Возвращает новый объект со значениями словаря
marks = <>.fromkeys(['математика', 'русский язык', 'физика'], 0) # Вывод: print(marks) for item in marks.items(): print(item) # Вывод: ['русский язык', 'математика', 'физика'] print(list(sorted(marks.keys())))Вывод:
('математика', 0)
('русский язык', 0)
('физика', 0)
['русский язык', 'математика', 'физика']
Представление словарей
Представление словарей — элегантный и лаконичный способ создать новый словарь из итерируемого объекта.
Представление словарей состоит из выражения ключ: значение , за которым следует for , и всё это — внутри фигурных скобок <> .
Создадим словарь с парами чисел и их квадратов в качестве элементов:
squares = print(squares)Вывод:
То же самое можно сделать иначе, но так будет длинее:
squares = <> for x in range(6): squares[x] = x*x print(squares)Вывод:
В представлении словарей выражений for и if опционально может быть больше.
Необязательное выражение if поможет отфильтровать элементы для создания нового словаря.
Давайте создадим словарь только с квадратами только нечетных чисел:
# Представление словарей с опциональным if odd_squares = print(odd_squares)Вывод:
Другие операции со словарями
Проверка на вхождение в словарь
Проверить, есть ли ключ в словаре, можно с помощью ключевого слова in . Отметим, что проверку на вхождение можно провести только над ключами, не над значениями
squares = # Вывод: True print(1 in squares) # Вывод: True print(2 not in squares) # Проверка на вхождение позволяет проверять только ключи, не значения # Вывод: False print(49 in squares)Вывод:
True
True
False
Итерирование по словарю
Мы можем пройтись по всем ключам словаря, используя цикл for .
squares = for i in squares: print(squares[i])Вывод:
1
9
25
49
81
Встроенные функции для словарей
Встроенные функции all() , any() , len() , cmp() , sorted() и т. д. часто используются со словарями для разных задач.
Функция
Описание
Возвращает True , если все ключи словаря = True (или если словарь пуст)
Возвращает True , если хотя бы один ключ словаря = True . Если словарь пуст, возвращает False .
Возвращает длину (количество элементов) словаря
Сравнивает элементы двух словарей (не работает в Python 3)
Возвращает новый список с отсортированными ключами словаря
# Встроенные функции для словарей squares = # Вывод: False print(all(squares)) # Вывод: True print(any(squares)) # Вывод: 6 print(len(squares)) # Вывод: [0, 1, 3, 5, 7, 9] print(sorted(squares))Вывод:
False
True
6
[0, 1, 3, 5, 7, 9]
Пять способов создать словарь
Словарь — структура, которая позволяет хранить данные в формате ключ-значение. Словари удобны для того, чтобы передавать информацию внутри программы, они быстрые, легко конвертируются в формат JSON, который используется в http-запросах, и поэтому являются одним из главных инструментов разработчика.
Я знаю пять (!) способов создать словарь в Python. С помощью литералов словаря:
fish =
Используя конструктор явно:
snail = dict( eat=”leaves”, move=”ground”, say=None )
Или инициализируя его кортежами:
cow = dict([ (“move”, “ground”), (“eat”, “grass”), (“say, “moo”) ])
Четвертый, с помощью генераторных выражений (версия интерпретатора 3.5 и выше):
>>> animals = [“snail”, “fish”, “cow”] >>>
Этот трюк еще бывает полезен, если нужно поменять местами ключи и значения:
Только будьте осторожны, потому что ключи в словаре должны быть уникальны. Если какие-то значения исходного словаря совпадали, то, когда они станут ключами нового, дубликаты исчезнут.
И последний, который я использую, когда мне надо взять ключи из одного контейнера, а значения из другого:
>>> animals = [«frog», «snail», «bird»] >>> numbers = [1, 2, 3] >>> dict(zip(animals, numbers))
Почему так много? Потому что каждый удобен под свой случай.