第三章(提炼)字典和集合(一)

        dict 类型不但在各种程序里广泛使用,它也是 Python 语言的基石。模块的命名空间实例的属性函数的关键字参数中都可以看到字典的身影。跟它有关的内置函数都在 __builtins__.__dict__模块中。

        正是因为字典至关重要,Python 对它的实现做了高度优化,而散列表则是字典类型性能出众的根本原因。集合(set)的实现其实也依赖于散列表,因此本章也会讲到它。

一. 范映射类型

        collections.abc 模块中有 Mapping MutableMapping 这两个抽象基类,它们的作用是为 dict 和其他类似的类型定义形式接口collections.abc 中的 MutableMapping 和它的超类的UML 类图(箭头从子类指向超类)如下:

        非抽象映射类型一般不会直接继承这些抽象基类,它们会直接对dict 或是 collections.User.Dict 进行扩展。这些抽象基类的主要 作用是作为形式化的文档,它们定义了构建一个映射类型所需要的最基本的接口。然后它们还可以跟 isinstance 一起被用来判定某个数据是不是广义上的映射类型:

        标准库里的所有映射类型都是利用 dict 来实现的,因此它们有个共同的限制,即只有可散列的数据类型才能用作这些映射里的键。可散列类型的定义:如果一个对象是可散列的,那么在这个对象的生命周期中,它的散列值是不变的,而且这个对象需要实现 __hash__() 方法。如果两个可散列对象是相等的,那么它们的散列值一定是一样的。

        原子不可变数据类型(str、bytes 和数值类型)都是可散列类型,frozenset 也是可散列的,因为根据其定义,frozenset 里 只能容纳可散列类型。元组的话,只有当一个元组包含的所有元素都是可散列类型的情况下,它才是可散列的:

        一般来讲用户自定义的类型的对象都是可散列的,散列值就是它们的 id() 函数的返回值,所以所有这些对象在比较的时候都是不相等的。如果一个对象实现了 __eq__ 方法,并且在方法中用到了这个对象的内部状态的话,那么只有当所有这些内部状态都是不可变的情况下,这个对象才是可散列的。

演示1  字典提供了很多构造方法:

演示2  字典推导

二. 常见的映射方法

dictcollections.defaultdict 和 collections.OrderedDict 这三种映射类型(后面两个数据类型是 dict 的变种)的常见方法:

常见方法 dict defaultdict OrderedDict 方法说明
d.clear() 移除所有元素
d.__contains__(k) 检查k是否在d中
d.copy() 浅复制
d.__copy__() × × 用于支持copy.copy
d.default_factory() × × 在__missing__函数中被调用的函数,用以给未找到的元素设置值
d.__delitem__(k) del d[k],移除键为k的元素
d.fromkeys(it, [initial]) 将迭代器it里的元素设置为映射里的键,如果有initial参数,就把它作为这些键对应的值(默认是None)
d.get(k, [default]) 返回键k对应的值,如果字典里没有k,则返回None或者default
d.__getitem__(k) 让字典d能用d[k]的形式返回键k对应的值
d.items() 返回d里所有的键值对
d.__iter__() 获取键的迭代器
d.keys() 获取所有的键
d.__len__() 可以用len(d)的形式得到字典里键值对的数量
d.__missing__(k) × × 当__getitem__找不到对应键的时候,这个方法会被调用
d.move_to_end(k, [last]) × × 把键为k的元素移动到最靠前或最靠后的位置(last的默认值为True)
d.pop(k, [default]) 返回键k所对应的值,然后移除这个键值对。若果没有这个键,返回None或者default
d.popitem() 随机返回一个键值对,并从字典里移除它
d.__reversed__() × × 返回倒序的键的迭代器
d.setdefault(k, [default]) 若字典里有键k,则把它对应的值设为default,然后返回这个值;若无,则让d[k] = default,然后返回default
d.__setitem__(k, v) 实现d[k] = v的操作,把k对应的值设为v
d.update(m, [**kwargs])
m 可以是映射或者键值对迭代器,用来更新 d 里对应的条目
d.values()
返回字典里的所有值
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