[課後作業] 第026講：字典：當索引不好用時2 |課後測試題及答案

[課後作業] 第026講：字典：當索引不好用時2 |課後測試題及答案

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測試題：

0. Python的字典是否支持一鍵（Key）多值（Value）？


1.在字典中，如果試圖為一個不存在的鍵（Key）賦值會怎樣？


2.成員資格操作符（in和not in）可以檢查一個元素是否存在序列中，當然也可以用來檢查一個鍵（Key）是否存在字典中，那麼請問哪種的檢查效率更高些？為什麼？


3. Python對鍵（Key）和值（Value）有沒有類型限制？


4.請目測下邊代碼執行後，字典dict1的內容是什麼？

1. >>> dict1.fromkeys((1, 2, 3), ('one', 'two', 'three'))
2. >>> dict1.fromkeys((1, 3), '數字')

複製代碼

5.如果你需要將字典dict1 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}拷貝到dict2，你應該怎麼做？

動動手：

0.嘗試編寫一個用戶登錄程序（這次嘗試將功能封裝成函數），程序實現如圖：




1.請寫下這一節課你學習到的內容：格式不限，回憶並複述是加強記憶的好方式！

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測試題答案：

本帖隱藏的內容

0. Python的字典是否支持一鍵（Key）多值（Value）？

答：不支持，對相同的鍵再次賦值會將上一次的值直接覆蓋。

1. 
   
2. >>> dict1 = {1:'one', 1:'yi'}
3. >>> dict1[1]
4. 'yi'

複製代碼

1.在字典中，如果試圖為一個不存在的鍵（Key）賦值會怎樣？

答：會自動創建對應的鍵（Key）並添加相應的值（Value）進去。（具體原理可以參考第3題的“擴展閱讀”部分）


2.成員資格操作符（in和not in）可以檢查一個元素是否存在序列中，當然也可以用來檢查一個鍵（Key）是否存在字典中，那麼請問哪種的檢查效率更高些？為什麼？

答：在字典中檢查鍵（Key）是否存在比在序列中檢查指定元素是否存在更高效。因為字典的原理是使用哈希算法存儲，一步到位，不需要使用查找算法進行匹配，因此時間複雜度是O（1），效率非常高。（關於如何使用哈希算法存儲的具體原理可以參考第3題的“擴展閱讀”部分）


3. Python對鍵（Key）和值（Value）有沒有類型限制？

答：Python對鍵的要求相對要嚴格一些，要求它們必須是可哈希（Hash）的對象，不能是可變類型（包括變量、列表、字典本身等）。

但是Python對值是沒有任何限制的，它們可以是任意的Python對象。
如果不清楚哈希原理以及字典的存放原理的童鞋，推薦閱讀下小甲魚幫你整理的這篇文章：你知道Python的字典（Dict）是如何存儲的嗎？（http://bbs.fishc.com/thread-45016-1-1.html）


4.請目測下邊代碼執行後，字典dict1的內容是什麼？

1. >>> dict1.fromkeys((1, 2, 3), ('one', 'two', 'three'))
2. >>> dict1.fromkeys((1, 3), '數字')

複製代碼

答：執行完成後，字典dict1的內容是：{1: '數字', 3: '數字'}
這裡要注意的是，fromkeys方法是直接創建一個新的字典，不要試圖使用它來修改一個原有的字典，因為它會直接無情的用把整個字典給覆蓋掉。


5.如果你需要將字典dict1 = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}拷貝到dict2，你應該怎麼做？

答：可以利用字典的copy()方法：dict2 = dict1.copy()，在其他語言轉移到Python小伙伴們剛開始可能會習慣性的直接用賦值的方法（dict2 = dict1），這樣子做在Python中只是將對象的引用拷貝過去而已。

看以下區別：

1. >>> a = {1:'one', 2:'two', 3:'three'}
2. >>> b = a.copy()
3. >>> c = a
4. >>> c[4] = 'four'
5. >>> c
6. {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}
7. >>> a
8. {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}
9. >>> b
10. {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}

複製代碼

動動手答案：

本帖隱藏的內容

0.嘗試編寫一個用戶登錄程序（這次嘗試將功能封裝成函數）

參考代碼：

1. 
   
2. user_data = {}
3. 
   
4. def new_user():
5.     prompt = '請輸入用戶名：'
6.     while True:
7.         name = input(prompt)
8.         if name in user_data:
9.             prompt = '此用戶名已經被使用，請重新輸入：'
10.             continue
11.         else:
12.             break
13. 
    
14.     passwd = input('請輸入密碼：')
15.     user_data[name] = passwd
16.     print('註冊成功，趕緊試試登錄吧^_^')
17. 
    
18. def old_user():
19.     prompt = '請輸入用戶名：'
20.     while True:
21.         name = input(prompt)
22.         if name not in user_data:
23.             prompt = '您輸入的用戶名不存在，請重新輸入：'
24.             continue
25.         else:
26.             break
27.    
28.     passwd = input('請輸入密碼：')
29.     pwd = user_data.get(name)
30.     if passwd == pwd:
31.         print('歡迎進入XXOO系統，請點右上角的X結束程序！')
32.     else:
33.         print('密碼錯誤！')
34. 
    
35. def showmenu():
36.     prompt = '''
37. |--- 新建用戶：N/n ---|
38. |--- 登錄賬號：E/e ---|
39. |--- 推出程序：Q/q ---|
40. |--- 請輸入指令代碼：'''
41. 
    
42.     while True:
43.         chosen = False
44.         while not chosen:
45.             choice = input(prompt)
46.             if choice not in 'NnEeQq':
47.                 print('您輸入的指令代碼錯誤，請重新輸入：')
48.             else:
49.                 chosen = True
50. 
    
51.         if choice == 'q' or choice == 'Q':
52.             break
53.         if choice == 'n' or choice == 'N':
54.             new_user()
55.         if choice == 'e' or choice == 'E':
56.             old_user()
57. 
    
58. showmenu()
59. 
    

複製代碼

1.請寫下這一節課你學習到的內容：格式不限，回憶並複述是加強記憶的好方式！

小甲魚希望你認真對待作業就像你希望小甲魚推出高質量視頻一樣渴望^_^

比序列更加使用的映射類型，Python唯一的一個映射類型就是字典，字典也有一個關鍵符號，就是大括號，跟序列一樣，也可以用dict() 這個工廠函數來創建一個字典，跟序列不一樣的是，如果在序列中試圖為一個不存在的位置去賦值的時候，會報錯，會提示該位置並不存在，但如果在字典中，它會自動創建相應的鍵並添加對應的值。

dict() 是一個工廠函數，實際上是一個類型，調用它會生成一個該類型的實例，此前我們學習了str()，int()，list()，tuple()，這些都是工廠函數（類型），不過在學習類和對象之前，你可以把它們當做普通函數來理解。

1、下面介紹字典的內建方法

fromkeys(....)

用法：dict.fromkeys(S[ ,v]) -> New dict with keys from S and values equal to v(v default to None).

你可以用fromkeys(....)方法創建並返回新的字典，第一個參數S是字典的鍵值，第二個參數v是可選的鍵值對應的值，如果第二個參數不提供的話，就是None。

>>> dict1 = {}
>>> dict1.fromkeys((1, 2, 3))
{1: None, 2: None, 3: None}
>>> dict1
{}

dict1.fromkeys（）只是創建新的字典，對原數組無影響，和下面的代碼是一樣的：

dict.fromkeys((1, 2, 3))
{1: None, 2: None, 3: None}

如果給鍵對應的值的話：

>>> dict.fromkeys((1, 2, 3), 'number')
{1: 'number', 2: 'number', 3: 'number'}

但是不要指望分別給鍵對應的值：

>>> dict.fromkeys((1, 2, 3), ('one', 'two', 'three'))
{1: ('one', 'two', 'three'), 2: (' one', 'two', 'three'), 3: ('one', 'two', 'three')}

2、下面介紹訪問字典的幾個方法

keys()、values()、items()

keys()返回字典鍵的引用，values()返回字典值的引用，items()返回字典項的引用

>>> dict1 = {1:'one', 2:'two', 3:'three', 4:'four', 5:'five'}
>>> dict1.keys()
dict_keys([1, 2 , 3, 4, 5])
>>> dict1.values()
dict_values(['one', 'two', 'three', 'four', 'five'])
>>> dict1.items()
dict_items( [(1, 'one'), (2, 'two'), (3, 'three'), (4, 'four'), (5, 'five')])

>>> for eachkey in dict1.keys():
    print(eachkey, end = ' ')

    
1 2 3 4 5 

>>> for eachvalue in dict1.values():
    print(eachvalue, end = ' ')

    
one two three four five 

>>> for eachitem in dict1.items():
    print(eachitem, end = ' ')

    
(1, 'one') (2, 'two') (3, 'three') (4, 'four') (5, 'five') 

當我們試圖訪問字典中不存在的項時，就可能會報錯：

>>> dict1
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: 'five'}
>>> dict1[6]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#56>", line 1, in <module>
    dict1[6]
KeyError: 6

這樣的用戶體驗就會不好。

因此使用get()內建函數。

>>> dict1.get(5)
'five'
>>> dict1.get(6)
>>> print(dict1.get(6))
None

也可以在get中為不存在的項輸出相應的提示：

>>> dict1.get(6, '不存在')
'不存在'
>>> dict1.get(5, '不存在')
'five'
>>> dict1
{1: 'one', 2: 'two ', 3: 'three', 4: 'four', 5: 'five'}

如果不知道一個鍵是否在字典中（不能查找值），可以使用成員資格操作符來進行判斷。in 和not in

>>> 6 in dict1
False
>>> 5 in dict1
True
>>> 'five' in dict1
False

清空一個字典，使用clear()方法。

>>> dict1
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: 'five'}
>>> dict1.clear()
>>> dict1
{}

clear()會完全清除整個字典，即使該字典有多個名字對應：

>>> a = {1: 'one'}
>>> b = a
>>> b
{1: 'one'}
>>> a.clear()
>>> a
{}
>>> b
{}

copy()拷貝，區別於賦值：
>>> a = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
>>> b = a.copy()
>>> c = a
> >> a
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
>>> b
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
>>> c
{ 1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
>>> id(a) id()返回地址，可以發現c和a指向同一個字典
2200132871048
>>> id(b)
2200132857800
> >> id(c)
2200132871048
>>> c[4] = 'four'
>>> a
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}
>>> b
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three'}
>>> c
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: ' four'}

pop()和popitem()，都是彈出字典中的元素。

>>> a = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}
>>> a.pop(2)
'two'
>>> a
{1: ' one', 3: 'three', 4: 'four'}
>>> a = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}
>>> a. popitem()
(1, 'one')
>>> a
{2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}

pop()是彈出對應鍵的項，返回鍵對應的值，popitem()是隨機從字典彈出項，返回鍵和值的元組。

setdefault()

用法與get()類似，只是如果找不到對應的鍵，會自動添加，值默認為None，也可以給值。

>>> a = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}
>>> a.setdefault(2)
'two'
>>> a.setdefault(5 )
>>> a
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: None}
>>> a.setdefault(5, 'five')
>>> a
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: None}
>>> a.setdefault(6, 'six')
'six'
>>> a
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: None, 6: 'six'}

update()，用一個字典或映射關係去更新一個字典。

>>> a
{1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four', 5: None, 6: 'six'}
>>> b = {2: 'double' }
>>> a.update(b)
>>> a
{1: 'one', 2: 'double', 3: 'three', 4: 'four', 5: None, 6: 'six'}