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# 第7章 dict的使用
又是一个周末！最近墨博士一直出差，小墨也忙于做暑假作业，就没能继续学Python，这天，墨哥哥看小墨作业已经差不多做完了，就想着再给小墨讲讲Python的内容。墨大侠都讲了哪些东西呢？一起来看看吧。
时间：周日上午
地点：小墨家
墨哥哥：小墨，今天呢我再给你补充一些Python的内容怎么样？
小墨：太好啦！我几天没看Python，都有点想它了。
墨哥哥：好，那我以咱们家的一些书为例，来给你说说Python中dict数据类型的用法。
# [插画：书架，类似下图]
## 7.1 为什么要使用dict
墨哥哥：比如现在有两个list：
```
list1 = ['朝花夕拾', '繁星春水', '骆驼祥子', '西游记', '水浒传', '三国演义']
list2 = ['鲁迅', '冰心', '老舍', '吴承恩', '施耐庵', '罗贯中']
```
两个list分别存储名著和名著的作者，并且名著和其对应作者在list中的顺序一致。
此时想查找“骆驼祥子”的作者是谁，应该如何做？
小墨：嗯……，因为名著和其作者在两个list中的顺序一致，可以先找到“骆驼祥子”在“list1”中的顺序，也就是下标，然后根据此下标从“list2”中取作者，就是“骆驼祥子”的作者啦。
墨哥哥：思路对了。参考代码如下：
```
for i in range(len(list1)):
if list1[i] == '骆驼祥子':
print(list2[i])
```
注意这里的字符串是否相等的比较，也使用==就行。
接下来，考你几个问题，听好了小墨。
如果要添加新的名著和作者进来，比如添加“红楼梦”和“曹雪芹”进来，如何做？
小墨：list1中添加名著，list2中对应添加作者。
墨哥哥：那如果想删除某个名著呢？
小墨：list1中删除名著，list2中删除作者。
墨哥哥：添加时，如果添加名著成功了，但是添加作者失败了，或者删除时，删除名著成功了，但是删除作者失败了，怎么办？
小墨：……
墨哥哥：这样的话，最大的问题就是原本顺序一一对应的两个列表，一下子全乱掉了。比如原本两个列表中都有1000个值，现在要删除第8个，名著删除成功，list1剩999个数据，作者删除失败list2中还是1000个数据，此时从第8个开始往后的每一个数据都没法再一一对应上了，如果类似这样的问题出现了几次，是不是就全乱套了？
小墨：确实，下标乱了就没法对应上了。这个问题如何解决呢？
墨哥哥：如果两个列表中的数据能统一操作，比如删除成功就都成功，失败就都失败，就好了。
小墨：好了墨哥哥，别卖关子了，赶紧说说怎么解决吧。
墨哥哥：这个可以使用Python中的dict类型来解决。
## 7.2 dict的写法
墨哥哥：dict，全称是dictionary，字典的意思。这是Python内置的一种数据类型，它不同于list的存储一列数据，它存储两列数据，这也是它能够使数据要么全成功要么全失败的秘诀。
下面我们定义一个dict：
```
book_author_dict = {}
```
这样就定义好了。“book_author_dict”是我们定义的dict类型的变量的名称，后面跟一对大括号。大括号中可以放入要存储的数据，现在什么都没有，称为空dict。
放入数据时的定义如下：
```
book_author_dict = {'朝花夕拾': '鲁迅'}
```
此时“{'朝花夕拾': '鲁迅'}”就是字典的内容，大括号中的数据组成“key:value”的形式，key和value之间用英文冒号“:”分割，这里的key称为dict的“键”，value被称为dict的“值”，两个放在一块称为“键值对”。一个dict中可以放多个键值对，键值对和键值对之间用逗号“，”分隔，和list中类似，最后一个键值对后面的逗号可以有也可以没有。比如：
```
book_author_dict = {
'朝花夕拾': '鲁迅',
'繁星春水': '冰心',
'骆驼祥子': '老舍',
'西游记': '吴承恩',
'水浒传': '施耐庵',
'三国演义': '罗贯中'
}
```
这就定义好了一个dict，它由6对键值对组成。
小墨：哦，那这个dict如何添加或删除新数据呢？
墨哥哥：别着急。还记得昨天我跟你说过的list中的数据管理方法有哪些吗？
小墨：增加、插入、删除、修改和查询。
墨哥哥：嗯增加和插入都是增加，所以对数据的管理无外乎就是增删改查了。今天我也从这几个方面来介绍一下dict的用法。
## 7.3 dict的用法
### 7.3.1 单个查找
墨哥哥：dict中的查找，是根据key查找value，可以通过dict[key]的格式取得value，例如：
```
# 查找朝花夕拾的作者
print(book_author_dict['朝花夕拾'])
```
输出：
```
鲁迅
```
也可以通过dict.get(key)的方式取得value：
```
print(book_author_dict.get('朝花夕拾'))
```
当然，如果key不存在，则查找会报错。
### 7.3.2 添加
墨哥哥：dict的添加格式是：dict[key] = value，直接将value赋值一个新的key就可以了，如：
```
# 添加新的键值对
book_author_dict['红楼梦'] = '曹雪芹'
print(book_author_dict)
```
直接输出dict本身，输出结果为：
```
{'朝花夕拾': '鲁迅', '繁星春水': '冰心', '骆驼祥子': '老舍', '西游记': '吴承恩', '水浒传': '施耐庵', '三国演义': '罗贯中', '红楼梦': '曹雪芹'}
```
### 7.3.3 修改
墨哥哥：如果一个key已经存在，这时又给这个key匹配了一个新的value，那么原键值对会被覆盖，这个可以看做是修改功能，比如将朝花夕拾的作者由鲁迅改为周树人：
```
book_author_dict['朝花夕拾'] = '周树人'
print(book_author_dict)
```
输出：
```
{'朝花夕拾': '周树人', '繁星春水': '冰心', '骆驼祥子': '老舍', '西游记': '吴承恩', '水浒传': '施耐庵', '三国演义': '罗贯中', '红楼梦': '曹雪芹'}
```
从这里我们还可以得出一个结论：**dict中的key不可能重复（重复的被覆盖掉了）**
### 7.3.4 删除
墨哥哥：dict中删除也使用pop()函数，括号中传入key，也即根据key删除整个键值对，如：
```
# 删除红楼梦这个key和曹雪芹这个value
book_author_dict.pop('红楼梦')
print(book_author_dict)
```
输出：
```
{'朝花夕拾': '周树人', '繁星春水': '冰心', '骆驼祥子': '老舍', '西游记': '吴承恩', '水浒传': '施耐庵', '三国演义': '罗贯中'}
```
这样就达到了key和value一对数据一删都删的目的。
### 7.3.5 查找全部的key
墨哥哥：除了上面的增删改查，dict经常会需要查询全部的key。配合for循环，查找全部的名著名称的方法为：
```
for book in book_author_dict:
print(book)
```
### 7.3.6 查找所有key和value
墨哥哥：如果想查找dict全部的key和value，比如这里的查询全部的名著和作者，则需要使用dict的items()方法，items()方法会得到所有的键值对，我们使用for循环把这些键值对一个一个的取出就可以了。
```
for book, author in book_author_dict.items():
print('著作：%s，作者：%s' % (book, author))
```
好，以上呢就是dict的常见基础用法，怎么样小墨？
小墨：内容都不难，但是我得自己做一遍，加深印象。
墨哥哥：编程就是多多练习。整好我准备了一道题，你来试试吧，做完之后我再带你做个有意思的程序怎么样？
小墨：好啊好啊，我喜欢墨哥哥的游戏。
墨哥哥：好，那先来完成下面的练习吧。
> 练习：查找冰心的著作是什么
小墨：dict中并没有根据value查找key的方法，而是只能根据key查找value，现在要想根据作者查找著作，可以先把原dict中的key和value全部取出来，然后value做key，key做value构建一个新的dict，在新的dict中就可以根据作者查找其著作了。
代码如下：
```
# 图书和作者的字典
book_author_dict = {
'朝花夕拾': '鲁迅',
'繁星春水': '冰心',
'骆驼祥子': '老舍',
'西游记': '吴承恩',
'水浒传': '施耐庵',
'三国演义': '罗贯中'
}
# 定义一个空的字典，
author_book_dict = {}
# 交换key和value组成新的字典
for book, author in book_author_dict.items():
author_book_dict[author] = book
# 查找冰心的著作名称
print(author_book_dict['冰心'])
```
## 7.4 list和dict的综合运用
墨哥哥：小墨，前面你已经学习了dict的基础用法，学的不错。现在呢再来看一个复杂的情况：
以
```
book_author_dict = {'朝花夕拾': '鲁迅'}
```
为例，dict由key和value构成，也即dict只能存储两列数据，那如果我想存储多列数据，比如书的价格，书的出版社等也想存起来，该怎么办呢？
可以调整一下思路，不再是key存书名，value存作者名，而是将书所有的信息全部作为value，然后给这些信息取个key对应，就像这样：
```
book_dict = {'name': '朝花夕拾', 'author': '鲁迅', 'price': '39.9￥', 'publishing': '北京未名出版社'}
```
这样的话，一个dict就表示一本书的相关信息。
此时问题就来了：一个dict表示一本书，那如何表示多本书呢？
### 7.4.1 list和dict的嵌套表示
墨哥哥：还记得前面说的list吗？list用于存储一系列的数据，可以把每本书的信息看做是一个整体，然后存到list中来，其大致结构如下：
```
# 第一本书的信息
book_dict_1 = {}
# 第二本书的信息
book_dict_2 = {}
book_dict_3 = {}
... # 很多本书的信息
# 每本书的信息看做一个整体存在list中。
list = [book_dict_1, book_dict_2, book_dict_3...]
```
这就是dict作为了list的元素，当然，还能再复杂一点，我们结合具体案例来说。
### 7.4.2 角色选择功能数据准备
墨哥哥：现在我们来编写一个程序，综合练习下这两者相结合的用法。就来做个墨家村英雄榜吧。
# [插画：墨家村英雄榜，类似下图：]
小墨：墨家村英雄榜是什么，一个新游戏吗？
墨哥哥：很多角色扮演游戏中，用户每次可以选择不同角色，比如三国类的游戏中这一次你可以扮演诸葛亮，下一次你就可以扮演曹操了。我们要做的这个墨家村英雄榜就是模拟游戏中玩家挑选角色的功能。
小墨：哦，我懂了。用字典存储角色的信息然后供玩家去挑选。
墨哥哥：真是聪明的小墨！下面我们开始。先来将1个角色的数据表示出来，我们以墨小小这个角色为例。
小墨：我又成游戏的主角了。
墨哥哥：还有你的小伙伴呢。
以墨小小为例，他有4个技能，这4个技能可以存成list也可以存成dict，这里我们存成list吧：
```
skills = ['一墨横空', '墨渡迷津', '墨之纵横', '墨下乾坤']
```
然后是墨小小的基本信息，如姓名、生命值、攻击力防御力等，可以定义普通变量表示，我们随便给个数值，如下：
```
name = '墨小小' # 姓名
hp = 1000 # 血量
mp = 800 # 魔法量
ap = 45 # 攻击力
dp = 20 # 防御力
```
如果用一个dict表示墨小小，也即既有墨小小的基本信息，又有墨小小的技能列表，可以这样做：
```
hero = {
'name': '墨小小',
'hp': 1000,
'mp': 800,
'ap': 45,
'dp': 20,
'skills': ['一墨横空', '墨渡迷津', '墨之纵横', '墨下乾坤'],
}
```
这就是将list作为dict的元素了。
小墨：哦，原来dict中的value可以是不同的类型，并且还可以是list类型呢。
墨哥哥：是的。好了，上面是墨小小一个人的信息，如果想表示多个人呢？就是将上述dict作为一个整体看，放入list中，如下：
```
hero1 = {
'name': '墨小小',
'hp': 1000,
'mp': 800,
'ap': 45,
'dp': 20,
'skills': ['一墨横空', '墨渡迷津', '墨之纵横', '墨下乾坤'],
}
hero2 = {
'name': '墨小妹',
'hp': 800,
'mp': 1000,
'ap': 50,
'dp': 18,
'skills': ['貂蝉拜月', '西施捧心', '昭君出塞', '贵妃醉酒'],
}
hero_list = [hero1, hero2]
```
或者直接一步到位，省去定义变量的麻烦：
```
hero_list = [{
'name': '墨小小',
'hp': 1000,
'mp': 800,
'ap': 45,
'dp': 20,
'skills': ['一墨横空', '墨渡迷津', '墨之纵横', '墨下乾坤'],
}, {
'name': '墨小妹',
'hp': 800,
'mp': 1000,
'ap': 50,
'dp': 18,
'skills': ['貂蝉拜月', '西施捧心', '昭君出塞', '贵妃醉酒'],
}]
```
这时就是list中包含dict，dict中还包含有list的结构了。
小墨：这样来看结构还挺复杂的。
墨哥哥：嗯。游戏中的角色一般都会按照职业分类，比如战士、法师等。接下来我们先来开发分类查找的功能，也即能在所有角色中把全部战士找出来，或把全部法师找出来等。
小墨：那要如何才能知道哪些角色是同一类的呢？
'is_warrior': False, 'is_mage': False, 'is_hunter'
墨哥哥：问的好！为了能够分类，我们需要将每个角色所属的职业标示出来，可以用is_warrior表示是否是战士，is_mage表示是否是法师，is_hunter表示是否是猎人，战士、法师和猎人都是角色的种类。单个角色的数据如下：
```
{
'name': '墨小小',
'hp': 1000,
'mp': 800,
'ap': 45,
'dp': 20,
'skills': ['一墨横空', '墨渡迷津', '墨之纵横', '墨下乾坤'],
'is_warrior': True,
'is_mage': False,
'is_hunter': False
}
```
小墨：哦，这样一个角色就能属于多个分类了，如即使坦克又是战士。
墨哥哥：是的。接着我们定义5个角色出来：
```
hero_list = [
{'name': '墨小小', 'hp': 1000, 'mp': 800, 'ap': 45, 'dp': 20, 'skills': ['一墨横空', '墨渡迷津', '墨之纵横', '墨下乾坤'],
'is_warrior': True, 'is_mage': False, 'is_hunter': False, },
{'name': '墨小妹', 'hp': 1200, 'mp': 700, 'ap': 35, 'dp': 21, 'skills': ['貂蝉拜月', '西施捧心', '昭君出塞', '贵妃醉酒'],
'is_warrior': True, 'is_mage': True, 'is_hunter': False, },
{'name': '墨大元', 'hp': 1100, 'mp': 600, 'ap': 38, 'dp': 17, 'skills': ['千里横行', '寒刀断水', '狂龙破日', '天地无情'],
'is_warrior': True, 'is_mage': False, 'is_hunter': True, },
{'name': '墨当归', 'hp': 900, 'mp': 1100, 'ap': 44, 'dp': 17, 'skills': ['流水行云', '披云戴月', '翻云覆雨', '排山倒海'],
'is_warrior': False, 'is_mage': True, 'is_hunter': False, },
{'name': '墨鱼儿', 'hp': 1000, 'mp': 1000, 'ap': 42, 'dp': 23, 'skills': ['小楫轻舟', '扁舟一叶', '大江似练', '沧波万顷'],
'is_warrior': False, 'is_mage': False, 'is_hunter': True, }
]
```
小墨：哇！小妹的技能好厉害！
### 7.4.3 查找所有战士的姓名
墨哥哥：接下来说说功能。我们知道，使用for循环可以把list中的每个元素都拿出来，方法是使用for x in list，这里得到的每个x就是list中的每个元素。
现在你看，hero_list就是一个list，我们当然可以使用for循环拿出它的每一个元素。拿出来的每一个元素是什么呢？
小墨：hero_list中存的是5个角色，拿出的元素就是一个个的角色吧？
墨哥哥：是的，而每一个角色的数据本身又是一个dict，也即拿出来的是5个dict。
针对每一个dict来说，我们可以通过is_warrior这个key取对应的value，如果是True，说明这个角色是战士，此时我们再次通过name这个key取出它的名字就可以了。代码如下：
```
for x in hero_list:
if x.get('is_warrior'):
print(x.get('name'))
```
输出结果为：
```
墨小小
墨小妹
墨大元
```
小墨：哈哈墨妹妹也是战士了。
墨哥哥：自己编写的程序自己做主！
### 7.4.4 获取所有战士的技能列表
墨哥哥：现在我们来获取所有战士的技能列表。
上面的代码中x.get('name')就获取了所有战士的名字，那么我们把这里的name改成skills就可以获取所有战士的技能列表了。
```
for x in hero_list:
if x.get('is_warrior'):
print(x['skills']) # get或[]，都可以通过key取value
```
但是，此时x['skills']拿到的技能列表是个list类型，也即“['一墨横空', '墨渡迷津', '墨之纵横', '墨下乾坤']”，如果是想拿到具体的一个个技能，还需要对这个list再次循环取出。程序变成了：
```
for x in hero_list:
if x.get('is_warrior'):
print('*' * 10)
print(x.get('name') + '的技能有：')
for skill in x['skills']:
print(skill)
```
输出结果为：
```
**********
墨小小的技能有：
一墨横空
墨渡迷津
墨之纵横
墨下乾坤
**********
墨小妹的技能有：
貂蝉拜月
西施捧心
昭君出塞
贵妃醉酒
**********
墨大元的技能有：
千里横行
寒刀断水
狂龙破日
天地无情
```
这里的“print('\*' * 10)”作用是输出10个星号，分割每个角色的技能列表，这样方便我们观察输出。你看，Python中的乘法不光是数学上的相乘，还能用于字符串和数字相乘，表示复制出来多少份字符串。
现在的程序就写成了for循环里嵌套了for循环，也称为双重for循环。小墨，你之前见过双重for循环吗？
小墨：没有。
墨哥哥：那看下这个案例，能更好的理解双重for循环的执行过程：
```
for i in ['a', 'b', 'c']:
for j in ['1', '2', '3']:
print(i + j)
```
运行输出结果为：
```
a1
a2
a3
b1
b2
b3
c1
c2
c3
```
你试着来分析一下吧。
小墨：我看看……，首先，外层的for循环会从['a', 'b', 'c']中取出a赋值给i，然后执行后面跟的代码块，现在整个内部for循环充当了代码块，所以会执行内部for循环。内部for循环是从['1', '2', '3']中依次取出每一个元素，通过+号跟i拼接，就会得到a1、a2和a3，此时内部for循环运行结束，也即外部for循环的第一次循环结束。程序进入下一次的外部循环中，i被赋值为了b，然后再次执行内部循环。依次类推，最终输出就是上面那种了。
墨哥哥：嗯分析清楚这个之后再看上面获取角色列表的程序就会清晰多了。双重for循环的作用就是将所有符合条件的角色的技能列表输出了出来。
### 7.4.5 根据输入查找某个角色的血量
墨哥哥：再来看最后一个功能：根据输入的姓名查找某个角色的血量，这个怎么做呢？
小墨：可以将用户输入的姓名和所有的角色姓名做比对，如果有名字一样的，就把对应的血量输出出来：
```
name = input('请输入要查找的英雄的姓名：')
for x in hero_list:
if x.get('name') == name:
print(name + '的血量为：%d' % x.get('hp'))
```
输出：
```
请输入要查找的英雄的姓名：墨大元
墨大元的血量为：1100
```
墨哥哥：问题是，有些搜索，需要能够模糊查询。所谓模糊查询，就比如我输入“大”，应该把“墨大元”给找出来，显然这里的条件判断x.get('name') == name是精确匹配，也即要查找“墨大元”必须输入“墨大元”才查找的出来。
小墨：那如何才能模糊查询呢？
墨哥哥：如果我们能判断一个字符串中是否包含另一个字符串就行了。这在Python中有很多种方法，常用的有：
1、字符串中的“in”操作，如a in b，表示a是否在b中，也即b是否包含a，返回True或False
```
name = '墨大元'
if '大' in name:
print('匹配')
```
2、字符串可以看作是字符的列表，也有对应下标的概念。可以使用find()方法，查找字符串中是否有某个子字符串，该方法返回该子字符串在字符串中出现的位置（下标）
如'abc'.find('a')得到0，'abc'.find('b')则得到1，如果找不到，则方法返回-1。使用find()来模糊查询代码如下：
```
name = '墨大元'
if name.find('大') != -1:
print('匹配')
```
3、和find()类似，也可以通过index()方法，该方法专门用于查找子字符串的下标，如果找不到则返回-1，index使用如下：
```
name = '墨大元'
if name.index('大') != -1:
print('匹配')
```
墨哥哥提醒：find和index都要和-1比较。因为子字符串有可能出现在第一位，此时下标为0，Python中0作为条件时就表示False。
小墨，使用上面三种方法中的任意一种，为上述小助手提供模糊查询功能吧。
> 动动手：请计算上述五种英雄的平均血量，注意避免“hard coding”
## 7.5 本章小结
墨哥哥总结：今天你主要学习了dict的基本用法，和list一样，基本用法也是增删改查。其中查询可能是根据某一key查找对应value；也可能是查询所有的key；也有可能是查询所有的key和value。之后做了一个墨家村英雄榜的程序。这个案例是dict和list的相互嵌套，对你来说可能有点复杂，但同时也说明了你已经成长了很多不是吗。加油！学的越多，能做出的程序也就越好玩，越强大！
