Python教程（十六）：字典(Dictionary) 键值对数据结构

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

昨天，我们学习了元组(Tuple)，了解了不可变数据结构的特性。今天，我们将学习字典(Dictionary) — Python中最强大的数据结构之一，它使用键值对来存储和组织数据。

字典在Python中无处不在，从配置设置到API响应，从数据库记录到缓存系统，都离不开字典。

今天您将学习什么

• 什么是字典以及如何创建字典
• 字典的基本操作：增删改查
• 字典的常用方法
• 字典的遍历和嵌套
• 真实世界示例：用户管理系统、配置管理

什么是字典？

字典是Python中的一种无序、可变的数据结构，用花括号{}表示。它存储键值对，其中每个键都是唯一的，用于访问对应的值。

基本语法：

# 创建空字典 empty_dict = {} # 创建包含键值对的字典 person = { "name": "Alice", "age": 25, "city": "New York" } # 使用dict()构造函数 person2 = dict(name="Bob", age=30, city="London")

1. 访问字典元素

使用方括号访问

person = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"} print(person["name"]) # Alice print(person["age"]) # 25

使用get()方法（推荐）

# get()方法更安全，如果键不存在不会报错 print(person.get("name")) # Alice print(person.get("email")) # None print(person.get("email", "Not found")) # Not found

➕ 2. 添加和修改元素

person = {"name": "Alice", "age": 25} # 添加新键值对 person["city"] = "New York" person["email"] = "" # 修改现有值 person["age"] = 26 print(person) # {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York', 'email': ''}

➖ 3. 删除元素

del 语句

person = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"} del person["age"] print(person) # {'name': 'Alice', 'city': 'New York'}

pop() 方法

person = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"} removed_age = person.pop("age") print(removed_age) # 25 print(person) # {'name': 'Alice', 'city': 'New York'}

popitem() 方法

person = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"} key, value = person.popitem() # 删除并返回最后一个键值对 print(f"删除的键值对：{key} = {value}")

4. 检查键是否存在

person = {"name": "Alice", "age": 25} # 使用 in 操作符 print("name" in person) # True print("email" in person) # False # 使用 keys() 方法 print("name" in person.keys()) # True

5. 遍历字典

遍历键

person = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "New York"} for key in person: print(key) # 或者 for key in person.keys(): print(key)

遍历值

for value in person.values(): print(value)

遍历键值对

for key, value in person.items(): print(f"{key}: {value}")

6. 字典的常用方法

update() – 合并字典

dict1 = {"a": 1, "b": 2} dict2 = {"c": 3, "d": 4} dict1.update(dict2) print(dict1) # {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

clear() – 清空字典

person = {"name": "Alice", "age": 25} person.clear() print(person) # {}

copy() – 复制字典

person = {"name": "Alice", "age": 25} person_copy = person.copy() print(person_copy) # {'name': 'Alice', 'age': 25}

️ 7. 嵌套字典

字典可以嵌套，创建复杂的数据结构：

students = { "001": { "name": "Alice", "age": 20, "grades": {"math": 85, "english": 90, "science": 88} }, "002": { "name": "Bob", "age": 22, "grades": {"math": 92, "english": 85, "science": 90} } } # 访问嵌套数据 print(students["001"]["name"]) # Alice print(students["001"]["grades"]["math"]) # 85 print(students["002"]["grades"]["english"]) # 85

真实世界示例1：用户管理系统

# 用户管理系统 users = {} def add_user(user_id, name, email, age): users[user_id] = { "name": name, "email": email, "age": age, "created_at": "2025-07-07" } print(f"用户 {name} 已添加") def get_user(user_id): return users.get(user_id, "用户不存在") def update_user(user_id, kwargs): if user_id in users: users[user_id].update(kwargs) print(f"用户 {user_id} 信息已更新") else: print("用户不存在") def delete_user(user_id): if user_id in users: name = users[user_id]["name"] del users[user_id] print(f"用户 {name} 已删除") else: print("用户不存在") def list_users(): if users: print("所有用户：") for user_id, user_info in users.items(): print(f"ID: {user_id}, 姓名: {user_info['name']}, 邮箱: {user_info['email']}") else: print("没有用户") # 使用示例 add_user("001", "Alice", "", 25) add_user("002", "Bob", "", 30) list_users() update_user("001", age=26) delete_user("002") list_users()

⚙️ 真实世界示例2：配置管理系统

# 应用配置管理 app_config = { "database": { "host": "localhost", "port": 5432, "name": "myapp", "user": "admin", "password": "secret123" }, "server": { "host": "0.0.0.0", "port": 8000, "debug": True }, "features": { "enable_cache": True, "enable_logging": True, "max_connections": 100 } } def get_config(section, key=None): """获取配置值""" if section not in app_config: return None if key is None: return app_config[section] return app_config[section].get(key) def update_config(section, key, value): """更新配置值""" if section in app_config and key in app_config[section]: app_config[section][key] = value print(f"配置已更新：{section}.{key} = {value}") else: print("配置项不存在") def show_database_config(): """显示数据库配置""" db_config = get_config("database") print("数据库配置：") for key, value in db_config.items(): if key == "password": print(f" {key}: {'*' * len(value)}") else: print(f" {key}: {value}") # 使用示例 print("数据库主机：", get_config("database", "host")) print("服务器端口：", get_config("server", "port")) update_config("server", "port", 9000) show_database_config()

真实世界示例3：单词计数器

def count_words(text): """统计文本中单词的出现次数""" words = text.lower().split() word_count = {} for word in words: # 移除标点符号 word = word.strip(".,!?;:") if word: word_count[word] = word_count.get(word, 0) + 1 return word_count def get_most_common_words(word_count, n=5): """获取最常见的n个单词""" sorted_words = sorted(word_count.items(), key=lambda x: x[1], reverse=True) return sorted_words[:n] # 使用示例 text = "Python is a great programming language. Python is easy to learn and Python is powerful." word_count = count_words(text) print("单词统计：") for word, count in word_count.items(): print(f" {word}: {count}") print("\n最常见的单词：") most_common = get_most_common_words(word_count, 3) for word, count in most_common: print(f" {word}: {count}")

字典的最佳实践

✅ 推荐做法：

• 使用有意义的键名
• 使用get()方法避免KeyError
• 使用字典推导式创建字典
• 合理使用嵌套字典

❌ 避免的做法：

• 使用可变对象作为键
• 过度嵌套（超过3层）
• 使用过长的键名

字典与其他数据结构的转换

# 列表转字典 pairs = [("a", 1), ("b", 2), ("c", 3)] dict_from_list = dict(pairs) print(dict_from_list) # {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} # 字典转列表 person = {"name": "Alice", "age": 25} items_list = list(person.items()) keys_list = list(person.keys()) values_list = list(person.values())

回顾

今天您学习了：

• 如何创建和访问字典
• 字典的基本操作：增删改查
• 字典的遍历和嵌套
• 字典的常用方法
• 真实世界应用：用户管理、配置管理、单词统计