Python通过字典实现高效数据管理的实战指南

# 演示字典的快速查找
phone_book = {
    'Alice': '555-1234',
    'Bob': '555-5678',
    'Charlie': '555-9012'
}

# 无论字典多大，查找时间几乎不变
print(phone_book['Bob'])  # 输出: 555-5678

user = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 关键字参数方式
user = dict(name='Alice', age=25)

# 键值对序列方式
pairs = [('name', 'Bob'), ('age', 30)]
user = dict(pairs)

# 将列表转换为字典
words = ['apple', 'banana', 'cherry']
word_dict = {word: len(word) for word in words}
# 结果: {'apple': 5, 'banana': 6, 'cherry': 6}

# 初始化所有键的值为None
defaults = dict.fromkeys(['name', 'age', 'city'])
# 结果: {'name': None, 'age': None, 'city': None}

user = {'name': 'Alice', 'age': 25}
print(user['name'])  # 输出: Alice
# print(user['email'])  # 报错: KeyError

email = user.get('email', 'N/A')
print(email)  # 输出: N/A

user = {'name': 'Alice'}
user['age'] = 25  # 添加
user['age'] = 26  # 修改

user = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'city': 'NY'}

# 方式1: del语句
del user['city']

# 方式2: pop()方法，返回被删除的值
age = user.pop('age')

# 方式3: popitem()方法，删除并返回任意键值对（Python 3.7+按插入顺序）
key, value = user.popitem()

stats = {'hits': 42, 'misses': 9}

# 遍历键
for key in stats:
    print(key)

# 遍历键值对
for key, value in stats.items():
    print(f"{key}: {value}")

# 遍历值
for value in stats.values():
    print(value)

d = {'a': 1, 'b': 2}
keys = d.keys()  # 视图对象
print(keys)  # 输出: dict_keys(['a', 'b'])

d['c'] = 3  # 修改字典
print(keys)  # 输出: dict_keys(['a', 'b', 'c'])，视图自动更新

dict1 = {'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {'b': 3, 'c': 4}

merged = dict1 | dict2  # 合并，相同键取后者值
# 结果: {'a': 1, 'b': 3, 'c': 4}

dict1 |= dict2  # 原地更新

from collections import defaultdict

# 访问不存在的键时自动初始化为0
counts = defaultdict(int)
counts['apple'] += 1
print(counts['apple'])  # 输出: 1
print(counts['banana'])  # 输出: 0（不存在时自动初始化）

from collections import OrderedDict

od = OrderedDict()
od['a'] = 1
od['b'] = 2
od.move_to_end('a')  # 将键'a'移到末尾

words = ['apple', 'banana', 'apple', 'cherry', 'banana', 'apple']

# 传统方式
counts = {}
for word in words:
    if word in counts:
        counts[word] += 1
    else:
        counts[word] = 1

# 使用defaultdict简化
from collections import defaultdict
counts = defaultdict(int)
for word in words:
    counts[word] += 1

# 最简洁方式：collections.Counter
from collections import Counter
counts = Counter(words)

def fibonacci(n, cache={}):
    if n in cache:
        return cache[n]
    if n <= 1:
        return n
    cache[n] = fibonacci(n-1, cache) + fibonacci(n-2, cache)
    return cache[n]

print(fibonacci(30))  # 快速计算第30个斐波那契数

config = {
    'database': {
        'host': 'localhost',
        'port': 5432,
        'credentials': {
            'username': 'admin',
            'password': 'secret'
        }
    },
    'logging': {
        'level': 'DEBUG',
        'file': 'app.log'
    }
}

# 访问嵌套配置
db_host = config['database']['host']
log_level = config['logging']['level']

import json

data = {
    'name': 'Alice',
    'age': 25,
    'hobbies': ['reading', 'hiking']
}

# 字典转JSON字符串
json_str = json.dumps(data)

# JSON字符串转字典
loaded_data = json.loads(json_str)

# 不推荐的方式
for _ in range(1000):
    d = {}  # 每次循环都创建新字典
    d['key'] = 'value'

# 推荐的方式
d = {}
for _ in range(1000):
    d.clear()  # 清空现有字典
    d['key'] = 'value'

# 错误示例：列表作为键
d = {[]: 'value'}  # 报错: TypeError: unhashable type: 'list'

# 正确做法：使用元组代替
d = {(1, 2): 'value'}  # 元组不可变，可作为键

d = {}
# 错误方式：直接访问不存在的键
# print(d['key'])  # 报错: KeyError

# 正确方式1：使用get()
print(d.get('key', 'default'))

# 正确方式2：使用in检查
if 'key' in d:
    print(d['key'])

d = {'a': 1, 'b': 2}
# 错误方式：遍历时删除元素
for key in d:
    if key == 'a':
        del d[key]  # 可能引发RuntimeError

# 正确方式：遍历副本
for key in list(d.keys()):  # 创建键的列表副本
    if key == 'a':
        del d[key]