字典是Python中唯一內建的映射類型，字典指定值并沒有特殊順序，都存儲在一個特殊的鍵（Key）里，鍵可以是數字、字符串或元組。
字典是另一種可變容器模型，可存儲任意類型對象。

字典的使用

字典這個數據結構的功能就跟它的名字一樣，可以像《漢語字典》一樣使用。在使用漢語字典時，我們可以從頭到尾一頁一頁查找某個字，也可以通過拼音索引或筆畫索引快速找到某個字，在漢語字典中找拼音索引和筆畫索引非常輕松簡單。
在Python中對字典進行了構造，讓我們可以輕松查到某個特定的鍵（類似拼音或筆畫索引），從而通過鍵找到對應的值（類似具體某個字）。
假如需要創建一個可以存儲學生姓名和學號的小型數據庫，應該怎么做呢？我們嘗試使用之前學習過的列表實現，例如：

>>> students=['小萌','小智','小強','小張','小李']
>>> numbers=['1001','1002','1003','1004','1005']
>>> print('小智的學號是：',numbers[students.index('小智')])
小智的學號是： 1002

輸出結果是我們想要的，但是當數據量比較大時，顯然不適用。數據量比較大時，意味著要對學生姓名列表創建一個有同樣多元素的學號列表，一旦列表發生變更，就要將學號列表和學生姓名列表進行逐步比對，以進行相應變更。
我們想要的真正效果是像使用index方法一樣，index返回的是索引位置，我們希望直接返回索引位置上的值，比如：

>>> print('小智的學號是：',numbers['小智'])
小智的學號是： 1002

這種方式可以實現，如果numbers是字典，就可以這么操作并得到結果。

創建和使用字典

字典的創建格式如下：

>>> d = {key1 : value1, key2 : value2 }

字典由多個鍵及其對應的值構成的對組成（把鍵／值對稱為項）。字典的每個鍵／值（key/value）對用冒號（:）分割，每個項之間用逗號（,）分割，整個字典包括在花括號({})中。空字典（不包括任何項）由兩個大括號組成，如{}。
鍵必須是唯一的，但值不必。值可以取任何數據類型，鍵必須是不可變的，如字符串、數字或元組。
下面是一個簡單的字典示例：

>>> dict = {'小萌': '1001', '小智': '1002', '小強': '1003'}
也可以為如下形式：
>>> dict1 = { 'abc': 456 }
>>> dict2 = { 'abc': 123, 98.6: 37 }

1　dict函數

可以用dict函數，通過其他映射（如其他字典）或鍵／值序列對建立字典，例如：

>>> student=[('name','小萌'),('number','1001')]
>>> detail=dict(student)
>>> print('學生詳細信息：',detail)
學生詳細信息： {'name': '小萌', 'number': '1001'}
>>> print('學生姓名：',detail['name'])
學生姓名： 小萌
>>> print('學生學號：',detail['number'])
學生學號： 1001

由輸出結果看到，dict函數可以將序列轉換為字典。字典的操作很簡單，在5.1節期望的功能已經實現了。
dict函數可以通過關鍵字參數創建字典，例如：

>>> detail=dict(name='小智',number='1002')
>>> print('學生詳細信息：',detail)
學生詳細信息： {'name': '小智', 'number': '1002'}

由輸出結果看到，通過關鍵字參數創建了字典。
通過關鍵字創建字典功能是dict函數非常有用的一個功能，可以多加運用。

2　字典的基本操作

字典的基本操作在很多方面與序列（sequence）類似，支持修改、刪除等操作。下面進行具體的講解。
1. 修改字典
向字典添加新內容的方法是增加新鍵／值對，修改或刪除已有鍵／值對，例如：

>>> student={'小萌':'1001','小智':'1002','小強':'1003'}
>>> student['小強']='1005' #更新小強的學號
>>> print('小強的學號是：%(小強)s' % student)
小強的學號是：1005
>>> student['小張']='1006' #添加一個學生
>>> print('小張的學號是：%(小張)s' % student)
小張的學號是：1006

由輸出結果看到，修改和添加均操作成功。
2. 刪除字典元素
此處的刪除指的是顯式刪除，顯式刪除一個字典用del命令，例如：

>>> student={'小強': '1005', '小萌': '1001', '小智': '1002', '小張': '1006'}
>>> print('刪除前:',student)
刪除前: {'小強': '1005', '小萌': '1001', '小智': '1002', '小張': '1006'}
>>> del student['小張'] #刪除鍵“小張”
>>> print('刪除后:',student)
刪除后: {'小強': '1005', '小萌': '1001', '小智': '1002'}

由輸出結果看到對應鍵／值被正確刪除了。
除了刪除鍵，還可以刪除整個字典，例如：

>>> student={'小強': '1005', '小萌': '1001', '小智': '1002', '小張': '1006'}
>>> print('刪除前:',student)
刪除前: {'小強': '1005', '小萌': '1001', '小智': '1002', '小張': '1006'}
>>> del student #刪除字典
>>> print('刪除后:',student)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#70>", line 1, in <module>
    print('刪除后:',student)
NameError: name 'student' is not defined

由輸出結果看到，刪除字典后就不能對字典進行訪問了，因為執行del操作后字典就不存在了，因而會報變量沒有定義的錯誤。
3. 字典鍵的特性
字典值可以沒有限制地取任何Python對象，既可以是標準對象，也可以是用戶定義的對象，但鍵不行。
需要記住以下兩點：
（1）不允許同一個鍵出現兩次。創建時如果同一個鍵被賦值兩次，后面的值會被記住，例如：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002', '小萌': '1005'}
>>> print('學生信息：',student)
學生信息： {'小萌': '1005', '小智': '1002'}

由輸出結果看到，一個鍵被賦值兩次，后面的值會被記住。
（2）鍵必須不可變，可以用數字、字符串或元組充當，不能用列表，例如：

>>> field={['name']:'小萌','number':'1001'}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#80>", line 1, in <module>
    field={['name']:'小萌','number':'1001'}
TypeError: unhashable type: 'list'

由輸出結果看到，不能用列表做鍵，會提示類型錯誤。
4. len函數
len（dict）函數用于計算字典元素的個數，即鍵的總數，例如：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002', '小強': '1005','小張': '1006'}
>>> print('字典元素個數為：%d 個' % len(student))
字典元素個數為：4 個

輸出結果得到字典元素的個數為4。
5. type 函數
type（variable）函數返回輸入的變量類型，如果輸入變量是字典就返回字典類型，例如：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002', '小強': '1005','小張': '1006'}
>>> print('字典的類型為：',type(student))
字典的類型為： <class 'dict'>

輸出結果為字典（dict）類型。

3　字典的格式化字符串

在第4章我們已經見過如何使用字符串格式化功能格式化元組中的所有值。如果使用字典（只以字符串作為鍵）而不是元組做這項工作，會使字符串格式化更有趣一些，例如：

>>> student={'小萌':'1001','小智':'1002','小強':'1003'}
>>> print('小強的學號是：%(小強)s' % student)
小強的學號是：1003

由操作結果看到，字典的格式化方式是在每個轉換說明符中的%字符后加上用圓括號括起來的鍵，再跟上其他說明元素。
字典的格式化除了增加字符串鍵外，轉換說明符還像以前一樣工作。以這種方式使用字典時，只要所有給出的鍵都能在字典中找到，就可以獲得任意數量的轉換說明符。

4　字典和列表的區別

例如，以一個名字查找對應的學號。
如果用list實現，就要先在名字列表中找到對應的名字，再從學號列表取出對應的學號，list越長耗時越長。如果用dict實現，只需要一個名字和學號的對照表，就可以直接根據名字查找學號，無論這個表有多大，查找速度都不會變慢。
為什么dict查找速度這么快？
因為dict的實現原理和查字典一樣。假設字典包含10000個漢字，我們要查某一個字，一種方法是把字典從第一頁往后翻，直到找到我們想要的字為止，這種方法是在list中查找元素，list越大查找越慢。另一種方法是在字典的索引表里（如部首表）查這個字對應的頁碼，然后直接翻到該頁找到這個字。無論找哪個字，這種查找速度都非常快，不會隨著字典大小的增加而變慢。
dict就是第二種實現方法，給定一個名字，比如我們要查找5.2.3小節示例中“小萌”的學號，在dict內部就可以直接計算出“小萌”存放學號的“頁碼”，也就是1001存放的內存地址，直接取出來即可，所以速度非常快。
綜上所述，list和dict各有以下幾個特點：

dict的特點是：

（1）查找和插入的速度極快，不會隨著key的增加而變慢。
（2）需要占用大量內存，內存浪費多。

list的特點是：

（1）查找和插入時間隨著元素的增加而增加。
（2）占用空間小，浪費內存很少。
所以，dict是使用空間換取時間。
dict可以用在很多需要高速查找的地方，在Python代碼中幾乎無處不在，正確使用dict非常重要，需要牢記dict的鍵必須是不可變對象。
注意:dict內部存放的順序和鍵放入的順序沒有關系。

字典方法

像其他內建類型一樣，字典也有方法，這些方法非常有用，不過可能不像使用列表或字符串一樣頻繁使用。學習本節時可以先簡單瀏覽了解一下有哪些方法可以使用，然后在需要時回過頭來查看特定方法的具體用法。
1　clear()方法
clear()方法用于刪除字典內的所有項。
clear()方法的語法如下：

dict.clear()

此語法中dict代表指定字典，該方法不需要參數。該函數是一個原地操作（類似于list.sort）函數，沒有任何返回值（返回值為None）。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002', '小強': '1005','小張': '1006'}
>>> print('字典元素個數為：%d 個' % len(student))
字典元素個數為：4 個
>>> student.clear()
>>> print('字典刪除后元素個數為：%d 個' % len(student))
字典刪除后元素個數為：0 個

由輸出結果可知，字典調用clear方法后整個字典內所有項都被刪除。
下面看兩個示例。
示例1：

>>> x={}
>>> y=x
>>> x['key']='value'
>>> y
{'key': 'value'}
>>> x={}
>>> y
{'key': 'value'}

示例2：

>>> x={}
>>> y=x
>>> x['key']='value'
>>> y
{'key': 'value'}
>>> x.clear()
>>> y
{}

兩個示例中，x和y最初對應同一個字典。示例1中，通過將x關聯到一個新的空字典對它重新賦值，這對y沒有任何影響，還關聯到原先的字典。若想清空原始字典中所有元素，則必須使用clear方法，使用clear后，y的值也被清空了。
2　copy()方法
copy()方法返回一個具有相同鍵/值對的新字典。這個方法是淺復制（shallow copy），因為值本身是相同的，而不是副本。
copy()方法的語法如下：

dict.copy()

此語法中dict代表指定字典，該方法不需要參數。返回結果為一個字典的淺復制。該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002', '小強': '1005','小張': '1006'}
>>> st=student.copy()
>>> print('復制后得到的st為：',st)
復制后得到的st為： {'小強': '1005', '小萌': '1001', '小智': '1002', '小張': '1006'}

由輸出結果看到，使用copy方法可以將字典復制給另一個變量。
我們可以通過下面的示例了解什么是淺復制。

>>> student={'小智': '1002', 'info':['小張','1006','man']}
>>> st=student.copy()
>>> st['小智']='1005'
>>> print('更改copy 后的st為：',st)
更改copy 后的st為： {'info': ['小張', '1006', 'man'], '小智': '1005'}
>>> print('原字符串為：：',student)
原字符串為：： {'info': ['小張', '1006', 'man'], '小智': '1002'}
>>> st['info'].remove('man')
>>> print('刪除后st為：',st)
刪除后st為： {'info': ['小張', '1006'], '小智': '1005'}
>>> print('刪除后student為：',student)
刪除后student 為： {'info': ['小張', '1006'], '小智': '1002'}

由輸出結果看到，替換副本的值時原始字典不受影響。如果修改了某個值（原地修改，不是替換），原始字典就會改變，因為同樣的值也在原字典中。以這種方式進行復制就是淺復制，而使用深復制（deep copy）可以避免該問題，此處不做講解，有興趣的讀者可以自己查找相關資料。
3　fromkeys()方法
fromkeys()方法用于創建一個新字典，以序列seq中的元素做字典的鍵，value為字典所有鍵對應的初始值。
fromkeys()方法的語法如下：

dict.fromkeys(seq[, value]))

此語法中dict代表指定字典；seq代表字典鍵值列表；value代表可選參數，設置鍵序列（seq）的值。該方法返回結果為列表。
該方法使用示例如下：

>>> seq = ('name', 'age', 'sex')
>>> info = dict.fromkeys(seq)
>>> print ("新的字典為 : %s" %   info)
新的字典為 : {'name': None, 'sex': None, 'age': None}
>>> info = dict.fromkeys(seq, 10)
>>> print ("新的字典為 : %s" %   info)
新的字典為 : {'name': 10, 'sex': 10, 'age': 10}

由輸出結果看出，fromkeys方法使用給定的鍵建立新字典，每個鍵默認對應的值為None。
4　get()方法
get()方法返回指定鍵的值，如果值不在字典中，就返回默認值。
get()方法的語法如下：

dict.get(key, default=None)

此語法中dict代表指定字典，key代表字典中要查找的鍵，default代表指定鍵的值不存在時返回默認值。該方法返回結果為指定鍵的值，如果值不在字典中，就返回默認值None。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> print ('小萌的學號為: %s' %  student.get('小萌'))
小萌的學號為: 1001

由輸出結果看到，get方法使用起來比較簡單。再看如下示例：

>>> st={}
>>> print(st['name'])
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#166>", line 1, in <module>
    print(st['name'])
KeyError: 'name'
>>> print(st.get('name'))
None
>>> print('name 的值為：%s' % st.get('name'))
name 的值為：None

由輸出結果看到，其他方法試圖訪問字典中不存在的項時會出錯，而使用get方法就不會。使用get方法訪問一個不存在的鍵時，返回None。這里可以自定義默認值，用于替換None，例如：

>>> st={}
>>> print('name 的值為：%s' % st.get('name','未指定'))
name 的值為：未指定

由輸出結果看到，輸出結果中用“未指定”替代了None。
5　key in dict方法
Python字典in操作符用于判斷鍵是否存在于字典中，如果鍵在字典dict中就返回true，否則返回false。
該方法的語法如下：

key in dict

此語法中dict代表指定字典，key代表要在字典中查找的鍵。如果鍵在字典里就返回true，否則返回false。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> print('小萌在student字典中：%s'%('小萌' in student))
小萌在student 字典中：True
>>> print('小強在student字典中：%s'%('小強' in student))
小強在student 字典中：False

由輸出結果看到，已返回對應的True或False。
該方法是Python 3中的方法。在Python 2中有一個有相同功能的方法——has_key方法，has_key方法的使用方式和in不同。
6　items()方法
items()方法以列表返回可遍歷的（鍵,值）元組數組。
items()方法的語法如下：

dict.items()

此語法中dict代表指定字典，該方法不需要參數。返回結果為可遍歷的（鍵／值）元組數組。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> print('調用items方法的結果：%s'% student.items())
調用items 方法的結果：dict_items([('小萌', '1001'), ('小智', '1002')])

由輸出結果看到，返回結果為一個元組數組。
在Python 2中提供了一個iteritems方法，該方法和items方法的作用大致相同，但是iteritems方法返回的是一個迭代器對象，而不是列表。在Python 3中沒有iteritems方法。
7　keys()方法
keys()方法以列表返回一個字典所有鍵。
keys()方法的語法如下：

dict.keys()

此語法中dict代表指定字典，該方法不需要參數。返回結果為一個字典所有鍵。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> print('字典student所有鍵為：%s'% student.keys())
字典student 所有鍵為：dict_keys(['小萌', '小智'])

由輸出結果看到，返回的是一個元組數組，數組中包含字典所有鍵。
8　setdefault()方法
setdefault()方法和get()方法類似，用于獲得與給定鍵相關聯的值。如果鍵不存在于字典中，就會添加鍵并將值設為默認值。
setdefault()方法的語法如下：

dict.setdefault(key, default=None)

此語法中dict代表指定字典，key代表查找的鍵值，default代表鍵不存在時設置的默認鍵值。該方法沒有任何返回值。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> print('小強的鍵值為：%s'% student.setdefault('小強'))
小強的鍵值為：None
>>> print('小智的鍵值為：%s'% student.setdefault('小智'))
小智的鍵值為：1002
>>> print('student 字典新值為：%s'% student)
student 字典新值為：{'小強': None, '小萌': '1001', '小智': '1002'}

由輸出結果看到，當鍵不存在時，setdefault方法返回默認值并更新字典；如果鍵存在，就返回與其對應的值，不改變字典。和get一樣，默認值可以選擇，如果不設定就使用None，如果設定就使用設定的值，例如：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> print('小強的鍵值為：%s'% student.setdefault('小強'))
小強的鍵值為：None
>>> print('小zhang 的鍵值為：%s'% student.setdefault('小zhang','1006'))
小zhang 的鍵值為：1006

由輸出結果看到，小強沒有設置值，使用的是默認值，輸出鍵值為None；小zhang設置的默認值是1006，輸出鍵值為1006。
9　update()方法
update()方法用于把字典dict2的鍵/值對更新到dict里。
update()方法的語法如下：

dict.update(dict2)

此語法中dict代表指定字典，dict2代表添加到指定字典dict里的字典。該方法沒有任何返回值。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> student2={'小李':'1003'}
>>> print('原student 字典為：%s'% student)
原student字典為：{'小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> student.update(student2)
>>> print('新student 字典為：%s'% student)
新student字典為：{'小李': '1003', '小萌': '1001', '小智': '1002'}
>>> student3={'小李':'1005'}
>>> student.update(student3) #對相同項覆蓋
>>> print('新student 字典為：%s'% student)
新student字典為：{'小李': '1005', '小萌': '1001', '小智': '1002'}

由輸出結果看到，提供的字典中的項被添加到舊字典中，如果有相同的鍵就會覆蓋。
10　values()方法
values()方法以列表形式返回字典中所有值。與返回鍵的列表不同，返回的列表中可以包含重復的元素。
values()方法的語法如下：

dict.values()

此語法中dict代表指定字典，該方法不需要參數。返回結果為字典中的所有值。
該方法使用示例如下：

>>> student={'小萌': '1001', '小智': '1002','小李':'1001'}
>>> print('student 字典所有值為：%s'% list(student.values()))
student 字典所有值為：['1001', '1001', '1002']

由輸出結果看到，返回的列表中包含重復的元素。

調試

下面我們通過示例進行介紹，這里通過設置一些錯誤讓讀者認識在編寫代碼過程中的常見問題，以幫助讀者熟悉和解決實際遇到的問題。
（1）使用列表根據姓名查找學號，學號使用字符串表示，如果更改為使用數字表示會如何？例如：

>>> students=['小萌','小智','小強','小張','小李']
>>> numbers=[1001,1002,1003,1004,1005]
>>> print('小智的學號是：',numbers[students.index('小智')])
小智的學號是： 1002

輸出結果和使用字符串表示的輸出結果沒有什么不同。不過這里數字都是以1開頭，若把1更改為0，我們試試：

>>> students=['小萌','小智','小強','小張','小李']
>>> numbers=[0001,0002,0003,0004,0005]
SyntaxError: invalid token

可以看出，numbers的編譯不讓通過，告訴我們這是一個無效標記。這就是不使用數字而使用字符串的原因，使用數字碰到以0開頭的數字就會出現問題。
（2）嘗試從字典中輸出一個字符寬度為10的元素？例如：

>>> student={'小萌':'1001','小智':'1002','小強':'1003'}
>>> print('小萌的學號是：%(小萌)10s' % student) #字符寬度為10
小萌的學號是：        1001

嘗試把10s變換為10d、10f、-10s、+10s，看看輸出結果是怎樣的。