Python 字典:精通键值对数据结构,高效管理关联数据
- 2026-02-26 08:56:04
在 Python 中，字典（Dictionary）是一种键值对（key-value） 形式的无序数据结构，就像现实中的 “字典”—— 通过 “词语（键）” 快速找到 “释义（值）”。相比于列表的 “按位置访问”，字典的 “按键访问” 更适合存储具有关联关系的数据（比如学生姓名与成绩、用户 ID 与信息）。今天就全面讲解字典的核心用法，从基础操作到实战应用，让你轻松用字典管理各类关联数据！
一、字典的定义与创建：构建 “键值对容器”
字典由若干 “键（key）: 值（value）” 对组成，用{}包裹，键与值之间用冒号分隔，键值对之间用逗号分隔。键必须是不可变类型（如整数、字符串、元组），且唯一；值可以是任意数据类型（如数字、字符串、列表、甚至其他字典）。
1. 基本定义
语法：
字典名 = {键1: 值1, 键2: 值2, 键3: 值3, ...}实战示例：
\# 1. 存储学生姓名与成绩（字符串为键，整数为值）student\_scores = {"小明": 95, "小红": 88, "小李": 92}\# 2. 存储用户信息（混合类型键值对）user\_info = {1001: "张三", "age": 22, "is\_student": True, "hobbies": \["阅读", "编程"]}\# 3. 空字典（后续可添加键值对）empty\_dict = {}\# 4. 嵌套字典（字典中包含字典，存储多维度信息）class\_info = {  "班级": "高一(1)班",  "人数": 45,  "学生代表": {"姓名": "小明", "学号": 1001}}print("学生成绩字典：", student\_scores) # 输出：{'小明': 95, '小红': 88, '小李': 92}print("用户信息字典：", user\_info) # 输出：{1001: '张三', 'age': 22, 'is\_student': True, 'hobbies': \['阅读', '编程']}print("嵌套字典：", class\_info) # 输出：{'班级': '高一(1)班', '人数': 45, '学生代表': {'姓名': '小明', '学号': 1001}}注意：
键的唯一性：如果创建时出现重复键，后定义的键值对会覆盖前面的（比如
{"a":1, "a":2}最终为{"a":2}）；键的不可变性：列表等可变类型不能作为键（比如
{[1,2]: "错误"}会报错TypeError: unhashable type: 'list'）。
2. 用 dict () 函数创建字典
除了用{}直接创建，还可以用dict()函数通过多种方式生成字典，灵活性更高。
常用创建方式：
dict(name="Alice", age=25) | {'name': 'Alice', 'age': 25} | ||
dict([("name", "Bob"), ("age", 30)]) | {'name': 'Bob', 'age': 30} | ||
dict((k, k*2) for k in range(3)) | {0:0, 1:2, 2:4} | ||
dict({"a":1, "b":2}) | {'a':1, 'b':2} |
实战示例：
二、字典的增删改查：灵活操作键值对
字典是 “可变数据结构”，支持对键值对进行添加、删除、修改、查询等操作，其中 “查” 和 “改” 是最常用的场景。
1. 查：获取键对应的值
字典的查询核心是 “通过键找值”，有两种常用方式：键取值和get () 方法，二者在键不存在时的行为差异显著。
（1）键取值（直接用字典[键]）
语法：
字典\[键]键存在：返回对应的值；
键不存在：抛出
KeyError异常（程序崩溃）。
实战示例：
（2）get () 方法（推荐，更安全）
语法：
键存在：返回对应的值；
键不存在：返回
None（默认）或指定的 “默认值”，不报错。
这是字典取值的 “优雅安全方案”，尤其适合键可能不存在的场景（如解析用户输入、读取配置文件）。
实战示例：
（3）两种取值方式对比
[key] | |||
（4）判断键是否存在（in/not in）
在取值前先判断键是否存在，可进一步提升代码安全性：
2. 增 / 改：添加或修改键值对
字典的 “增” 和 “改” 共用一种语法 ——键赋值，通过键是否存在自动区分：键不存在则新增，键存在则修改。
（1）键赋值（基础增改）
语法：
实战示例：
（2）update () 方法（批量增改）
当需要同时添加 / 修改多个键值对时，用update()方法更高效，支持传入字典或键值对序列。
语法：
实战示例：
3. 删：删除键值对
字典提供多种删除操作，可根据需求选择 “删除指定键”“删除随机键” 或 “清空字典”。
del 字典[键] | del student_scores["小红"] | {"小明":95, "小李":92} | |
pop(键, 默认值) | score = student_scores.pop("小李")score = student_scores.pop("小张", 0) | {"小明":95}；返回 0，字典不变 | |
popitem() | item = student_scores.popitem() | {"小明":95, "小红":88} | |
clear() | student_scores.clear() | {} |
实战示例：
三、字典的遍历：逐个处理键值对
字典的遍历不像列表那样按位置，而是围绕 “键”“值”“键值对” 三种维度展开，常用for循环实现。
1. 遍历键（默认遍历方式）
直接遍历字典，默认获取的是所有键：
运行结果：
2. 遍历值（用 values () 方法）
用values()方法可直接遍历所有值（注意：值可能重复，且无法通过值反向获取键）：
运行结果：
3. 遍历键值对（用 items () 方法，最常用）
用items()方法可同时获取键和值，返回的每个元素是(键, 值)形式的元组，是最灵活的遍历方式：
运行结果：
四、字典推导式：快速生成字典
字典推导式是 “通过表达式快速生成字典” 的语法糖，类似列表推导式，结构简洁、执行高效，适合从已有数据生成新字典。
1. 基本语法
遍历可迭代对象中的每个变量，根据条件筛选后，用 “键表达式” 和 “值表达式” 生成键值对；
if条件可选，用于过滤元素。
2. 实战示例
（1）生成简单字典
（2）带条件筛选
（3）从已有字典生成新字典
（4）从两个列表生成字典
五、实战案例：学生信息管理系统（按姓名查成绩）
结合字典的增删改查和遍历操作，实现一个简单的 “学生信息管理系统”，支持 “添加成绩、修改成绩、删除成绩、按姓名查询成绩、显示所有成绩” 功能，模拟实际数据管理场景。
需求分析
初始存储若干学生的姓名与成绩；
支持添加新学生的成绩；
支持根据姓名修改已有学生的成绩；
支持根据姓名删除学生成绩；
支持根据姓名查询成绩（键不存在时提示 “未找到”）；
支持显示所有学生的成绩。
代码实现
运行示例
六、字典核心知识总结
核心特性：键值对结构，键唯一且不可变，值可任意类型，Python3.7 + 有序；
增删改查：
查：优先用
get()（安全），确定键存在可用[key]；增改：
[key] = value（单个）、update()（批量）；删：
pop()（删指定键并返回值）、del（删指定键）、clear()（清空）；
遍历方式：
keys()（键）、values()（值）、items()（键值对，最常用）；高效生成：字典推导式适合从已有数据快速生成新字典；
适用场景：存储关联数据（如姓名 - 成绩、ID - 信息）、配置项管理、JSON 数据解析等。
如果想进一步学习字典的高级用法（如有序字典OrderedDict、默认字典defaultdict），或需要优化字典的查询性能，可以随时告诉我，我会为你展开更深入的讲解！
