上一章我们介绍了python中的列表，本章介绍其余三种数据结构：字典、集合和元组。

1、字典

字典有两个特点：其一，字典是由大括号{}包围的；其二，字典的每一个元素的模式都是“键：值”，而不是“键=值”，两个元素之间用逗号，隔开。

注意，字典初始化的顺序不会保持，在初始化后，再次查看字典时，元素顺序可能变化。

一般访问字典的数据时，使用中括号记法，中括号中是键，使用键来访问其关联的数据值。

python字典的底层是一个大小可变的散列表。

空字典的初始化就是一个空的大括号。

python中有+=1操作符，但是没有++操作符。

当利用for循环显示字典时，如果使用以下这种方式：

            
              vowels={'a':0,'e':0,'i':0,'o':0,'u':0}
for letter in vowels:
    print(letter)
            
          

那么其效果如下图：

只显示了键，而与键关联的值并没有显示出来，这说明这种方式并不是想要的。这是因为，用for循环迭代处理一个字典时，解释器只处理字典的键，因此，要访问键和其对应的值，应按如下方式：

            
              vowels={'a':0,'e':0,'i':0,'o':0,'u':0}
for letter in vowels:
    print(letter,':',vowels[letter])

            
          

其效果如下图：

还有另一种方式，不使用vowels[letter]这种方式，而是使用字典自带的函数items，这一函数会返回一个对应字典的键值对列表， 即一个n行2列的列表，然后用两个变量保存每行的两个元素即可。

如图，函数返回的是一个元素为元组的列表。这样，访问键值对的for循环可以如下所示：

            
              vowels={'a':0,'e':0,'i':0,'o':0,'u':0}
for c,v in vowels.items():
    print(c,':',v)

            
          

其效果如下：

可以利用sorted函数，该函数会返回字典的一个有序版本，而不会改变原来的字典的顺序。因此每次需要有序输出时，都要再次调用该函数。

注意，如果我们没有对字典中的某个键初始化，即该键在字典中不存在，那么访问该键对应的值则会报错KeyError。因此在访问某个键之前，要先判断这个键在不在字典中，一般使用in。in可以返回True或False，注意T和F要大写，只有大写才能表示真与假，小写的话就会被认为是变量，而不是布尔值。其代码如下：

            
              if 'banana' in fruits:
    fruits['banana']+=1
else
    fruits['banana']=1
            
          

也就是说，在字典fruits中，如果键banana不存在，那么会新建一个键，并设置值为1；如果存在，则其值加一。此代码一般应用于频度计数。

我们也可以使用not in来代替上面的代码，如下：

            
              if 'pears' not in fruits:
    fruits['pears']=0
fruits['pears']+=1
            
          

每次都会执行值加一，但是在加一前要检查键是否存在，若不存在，就初始化为0。

注意这里if-not in的两行代码，由于它太常见，因此字典中有一个函数setdefault代替该函数，如下：

            
              fruits.setfault('pears',0)
fruits['pears']+=1
            
          

所以人还是够懒的，四行变三行再变两行。setfault函数有两个参数，第一个是键，第二个是值。虽然它用于初始化，但是循环体中要有它，每次循环都要执行一次。这样就可以杜绝KeyError异常。

当我们要存储一个多行多列的表时，多行两列的字典不够用了，因此要使用元素为字典的字典来储存，也称嵌套链表。

这种字典中，每个元素都是字典，元素字典会储存一行的元素，外面的字典会储存多行。当访问这种字典的一个元素时，类似二维数组，像这样：

            
              People['name']['job']
            
          

当我们想要利用print输出嵌套链表时，总会发现输出的很复杂，因此可以import一个pprint模块，使用pprint函数输出嵌套链表，会很美观。但是注意一点，二维数组的下标也可先行再列，也可以先列再行，但是这里就只能先字典元素，再字典元素的字典元素了。

2、集合

集合的一大特性是无重复元素。对集合的查找操作要比对列表的查找快的多，因此集合是查找首选的数据结构。

集合也是用大括号{}包围，与字典的不同之处是它的元素中没有冒号：。另外，集合也没有顺序可言。

集合的初始化有两种方法，如下：
 

            
              vowels={'a','a','a','e','i','i','i','o','u','u'}
#或
vowels=set('aaaeiiouu')
            
          

前者是直接初始化，后者是利用set函数初始化。无论哪种初始化，最后剩下的元素就只有一个，而不会报错。

集合主要有三个函数：并集、交集、差集。

并集函数：union，A.union(B)将集合A与B合并，并返回一个新的集合，而A、B不会变化。

差集函数：difference，A.difference(B)返回一个集合，是A与B中，在A中存在而在B中不存在的元素。

交集函数，intersection，A.intersection(B)返回一个集合，在A和B中共有的元素。

3、元组

元组是用()包围的。在将元组初始化之后，就不能再将其改变。

注意只有一个对象的元组，若元组只有一个对象，那么在这个对象之后一定有一个逗号,，否则编译器会把这个元组错认为是一个变量。

元组中的元素如果有列表，虽然不能修改元组元素，但是可以修改列表，这样元组元素也会更新。

4、数据结构的转换

四种数据结构还有字符串均可以互相转换，代码如下：

            
              num_list=[1,2,3]
num_dic={'first':1,'second':2,'third':3}
num_set={1,2,3}
num_tuple=(1,2,3)
num="123"
print("转化为list")
print(list(num_dic))
print(list(num_dic.values()))
print(list(num_set))
print(list(num_tuple))
print(list(num))
print("转化为set")
print(set(num_list))
print(set(num_dic))
print(set(num_dic.values()))
print(set(num_tuple))
print(set(num))
print("转化为tuple")
print(tuple(num_list))
print(tuple(num_dic))
print(tuple(num_dic.values()))
print(tuple(num_set))
print(tuple(num))
print("转化为dict")
print(dict(zip(num_list,num_list)))
print(dict(zip(num_set,num_set)))
print(dict(zip(num_tuple,num_tuple)))
print(dict(zip(num,num)))
print("转化为str")
print(''.join(str(num_list)))
print(''.join(str(num_dic)))
print(''.join(str(num_dic.values())))
print(''.join(str(num_set)))
print(''.join(str(num_tuple)))
print("转化为str，完美版")
print(''.join(str(i) for i in num_list))
print(' '.join(str(i) for i in num_dic))
print('  '.join(str(i) for i in num_dic.values()))
print('   '.join(str(i) for i in num_set))
print('    '.join(str(i) for i in num_tuple))
            
          

其效果如下：

有以下几点需要注意：

字典转换成其他结构，如果没有预先说明，那么就不管值，只转换键；要想转换值，那需要调用values方法。

其他结构转换为字典时，只用zip不够，因为zip返回的是一个迭代器，应将这个迭代器作为dict的参数，这样返回的才是字典。

其他结构转换为字符串时，使用join函数，注意以下几点：

join函数前面的''是转换成字符串之后各元素间的分隔符，可以自定义，如果没有那就是一整串；

join函数要求参数中所有元素必须都是字符串类型，如果不是，需要用str函数转换；

对list等直接用str转换的后果就是，list返回的是一个列表，列表有[]，那str会把[]也变成字符，这样不太符合我们的要求；

为了在结果中不显示[]等，可以用列表生成式，把每个元素分别变成str。

注意，list、dict、set、tuple属于BIF，即内置函数，它们用于创建数据结构。