第
5
章

字典和集合









第4章介绍的字符串、列表和元组都属于序列类型。序列的特点是数据元素之间有先后的顺序关系，通过位置编号(索引)来访问数据元素。本章介绍的字典和集合中的数据元素之间没有确定的顺序关系，属于无序的数据集合体，与序列类型的操作方式有很大的区别。

本章介绍字典与集合的概念、操作及相关的应用。

5.1字典

字典是以“{}”为界限符，以“,”分隔的键值对的集合。字典是无序键值对的集合。每个键值对都包含两部分： 键(key)和值(value)。键相当于索引，它对应的值就是数据，数据是根据键存储的，这种对应关系是唯一的。字典中的键必须是唯一的，值可以相同。

字典中的键必须是不可变的数据类型，如整数、实数、字符串、元组等。不允许使用列表、集合、字典作为字典的键。值可以是任意数据类型。

字典与序列类型的区别如下：

(1) 存取和访问数据的方式不同。序列类型通过位置编号(索引)存取数据，而字典是根据键存取。

(2) 序列类型是有序的数据集合，字典是无序的数据集合。字典中的键值对没有明确的顺序。

(3) 字典是可变类型，序列类型中字符串、元组是不可变类型，列表是可变类型。

5.1.1字典的常用操作
1. 创建字典

Python提供了多种创建字典的方法。

1) 用赋值的方式创建

使用赋值运算符“=”将一个字典赋值给一个变量即可创建一个字典变量，字典用花括号“{}”将键值对括起来，每个键值对之间用逗号“,”分隔，键值对中键和值之间用冒号“:”分隔。格式如下： 

字典名={［键1:值1［,键2:值2,…,键n:值n］］}

字典中的键在字典中必须是唯一的，而值可以相同。当所有键值对都省略时生成一个空字典。

【例51】用赋值方式创建字典举例。

参考代码如下： 



>>>dict1={}

>>> type(dict1)

<class 'dict'>

>>>dict2={'id':'001','sex':'男'}

>>>dict2

{'id': '001', 'sex': '男'}






2) 用dict()函数创建字典

使用dict()函数创建字典共有3种方法，具体如下：

（1） 用dict()函数创建空字典，例如： dict3=dict()。

（2） 用列表或元组作为dict()函数的参数创建字典。

【例52】将列表［［'a',1］,［'b',2］］和元组(('c',3),('d',4))用dict()函数转换为字典。

参考代码如下： 



>>>dict4=dict(［［'a',1］,［'b',2］］)

>>>dict4

{'a': 1, 'b': 2}

>>> dict5=dict((('c',3),('d',4)))

>>> dict5

{'c': 3, 'd': 4}






（3） 将数据按照“关键字=值”的形式作为参数传递给dict()函数。


【例53】已知id='002'、sex='男'，利用dict()函数将其转换为字典。

参考代码如下： 



>>>dict6=dict(id='002',sex='男')

>>>dict6

{'id': '002', 'sex': '男'}






另外，也可以利用zip()函数将两个列表或元组对应位置的元素作为一个键值对的形式创建字典。

注：  zip()函数是Python的内置函数，用于将可迭代的对象作为参数，将对象中对应的元素打包成一个个元组，然后返回由这些元组组成的列表。语法格式为： zip(iterable1,iterable2,…,iterablen)，其中iterable1,iterable2,…,iterablen表示可迭代对象。

【例54】用列表［'a','b','c','d'］和列表［1,2,3,4］生成字典{'a': 1,'b': 2,'c': 3,'d': 4}。

参考代码如下： 



>>> list1=［'a','b','c','d'］

>>> list2=［1,2,3,4］

>>> dict7=dict(zip(list1,list2))

>>> dict7

{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}






3) 用fromkeys()方法创建字典

fromkeys(seq［,value］)方法用于创建一个新的字典，其中参数seq是可迭代对象，参数value表示新建字典中的值，如果value缺省，默认值为None。该方法适用于创建一个所有值都相同的字典。

【例55】用fromkeys()方法创建值都相同的字典。

参考代码如下： 



>>>dict8={}.fromkeys(('a','b','c''))

>>>dict8

{'a': None, 'b': None, 'c': None}

>>>dict9={}.fromkeys(('a','b','c'),3)

>>>dict9

{'a': 3, 'b': 3, 'c': 3}






2. 字典的基本操作

1) 字典的访问

字典的访问是指通过字典的键访问字典的值。字典访问的格式为： 

字典名［键］

如果键在字典中，则返回该键对应的值，否则引发一个KeyError错误。举例如下。

【例56】输出字典{'name':'张三','id':'001','sex':'男'}中键'name'和键'age'的值。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>D1［'name'］

'张三'

>>>D1［'age'］

Traceback (most recent call last):

File "<pyshell#23>", line 1, in <module>

D1［'age'］

KeyError: 'age'






键'name'对应的值正常输出，但字典中没有键'age'，所以访问'age'引出错误。

如果字典中包含列表，则字典中列表的访问方法参照例57所示。

【例57】字典D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男','score':［78,89,95,88］}，访问字典D1中键'score'对应的列表中索引值为1的元素。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男','score':［78,89,95,88］}

>>>D1［'score'］

［78, 89, 95, 88］

>>>D1［'score'］［1］

89






D1［'score'］访问到列表，D1［'score'］［1］访问列表中索引值为1的元素。字典也可以嵌套元组，操作方式与字典嵌套列表相同。

可以用for循环遍历字典，例如： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>for item in D1:

print(item)

name

id

sex






这表明直接遍历字典时，输出的循环变量是字典中的全部键。若要遍历输出字典中的全部值，可以通过字典访问完成，例如： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>for item in D1:

print(D1［item］)

张三

001

男






若要遍历输出字典中的全部键值对，可以结合上面两种方法，例如： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>for item in D1:

print(item,D1［item］)

name张三

id001

sex男






2) 字典的更新

字典的更新指的是更新字典中的值。更新语句的格式为： 

字典名［键］=值

若键在字典中，将键对应的值进行更新； 如果键不在字典中，则将键和值组成一个键值对添加到字典中。

【例58】把字典{'name':'张三','id':'001','sex':'男'}中的'001'改为'002'，并把键值对“'age':18”添加到字典中。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>D1.［'id'］='002'

>>>D1

{'name': '张三', 'id': '002', 'sex': '男'}

>>>D1［'age'］=18

{'name': '张三', 'id': '002', 'sex': '男', 'age': 18}






【例59】用for循环将字典{'数学':98,'外语':86,'编程':100,'中文':96}中值在［90,100］的值修改为“优秀”，值在［80,90)的值修改为“良好”，值在［70,80)的值修改为“中等”，值在［60,70)的值修改为“合格”，值在［0,60)的值修改为“不及格”。

参考代码如下： 



1#E5-9.py

2

3score={'数学':98,'外语':86,'编程':100,'中文':96}








4for i in score:

5if 90<=score［i］<=100:

6score［i］='优秀'

7elif 80<=score［i］<90:

8score［i］='良好'

9elif 70<=score［i］<80:

10score［i］='中等'

11elif 60<=score［i］<70:

12score［i］='合格'

13else:

14score［i］='不及格'

15print(score)






程序运行结果如下： 



{'数学': '优秀','外语': '良好','编程': '优秀','中文': '优秀'}






3) 字典的判断

字典的判断是指判断某些数据是否为字典的键，判断时使用运算符in或not in。

【例510】判断'name'、'001'、'男'是否在字典{'name':'张三','id':'001','sex':'男'}中。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> 'name' in D1

True

>>> '001' in D1

False

>>> 'name' not in D1

False

>>> '男' not in D1

True






注意： 字典判断是判断键是否在字典中，而不是值。

4) 字典的长度

字典的长度指的是字典中键值对的数量。利用len()函数可以获得字典中键值对的数量，此处函数的参数是字典，例如len(D1)。

5) 字典的运算

字典中常用的运算有“==”和“!=”，用来比较两个字典是否相等。

【例511】比较d1={'a':1,'b':2}和d2={'b':2,'a':1}是否相等。

参考代码如下： 



>>> d1={'a':1,'b':2}

>>> d2={'b':2,'a':1}

>>> d1==d2

True






这个例子也可以说明字典中的键值对是无序的。

6) 字典的删除

字典的删除用del命令实现，可以删除字典中的元素及删除字典本身。

删除字典中元素的语法格式为： 

del 字典名［键］

删除字典的语法格式为： 

del 字典名

【例512】先删除{'name':'张三','id':'001','sex':'男'}中“'name':'张三'”键值对，再删除字典。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> del D1［'name'］

>>> D1

{'id': '001', 'sex': '男'}

>>> del D1

>>> D1

Traceback (most recent call last):

File "<pyshell#77>", line 1, in <module>

D1

NameError: name 'D1' is not defined






5.1.2字典的常用方法
1. keys()、values()和items()方法

命令格式分别为： 

字典名.keys()

字典名.values()

字典名.items()

功能： keys()方法能够返回字典中的所有键，values()方法能够返回字典中的所有值，items()方法能够返回字典中的所有键值对。

【例513】分别显示{'name':'张三','id':'001','sex':'男'}中所有的键、所有的值及所有的键值对。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> D1.keys()

dict_keys(［'name', 'id', 'sex'］)

>>> D1.values()

dict_values(［'张三', '001', '男'］)

>>> D1.items()

dict_items(［('name', '张三'), ('id', '001'), ('sex', '男')］)






这三个方法返回的数据可以用list()函数和tuple()函数直接转换成列表和元组，也可以直接用for循环遍历访问。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>L1=list(D1.keys())

>>>L1









［'name', 'id', 'sex'］

>>>T1=tuple(D1.values())

>>>T1

('张三', '001', '男')

>>> for item in D1.items():

print(item,end= '')

('name', '张三')('id', '001')('sex', '男')






【例514】现有字典dict1={"张三":18,"李四":25,"王五":36,"赵六":45,"刘七":25}，该字典中的键是姓名，值是年龄。查找并返回字典中的最大年龄(键值对中的值)。

参考代码如下： 



1#E5-14.py

2

3dict1={"张三":18,"李四":25,"王五":36,"赵六":45,"刘七":25}

4age=0

5for i in dict1:

6if dict1［i］>age:

7age=dict1［i］

8print(age)






程序运行结果如下： 



45






上面例题也可以配合列表来实现，参考代码如下： 



1#E5-14列表实现.py

2

3dict1={"张三":18,"李四":25,"王五":36,"赵六":45,"刘七":25}

4list1=［］

5for i in dict1.values():

6list1.append(i)

7print(max(list1))






程序运行结果如下： 



45






也可以将dict1.values()方法的返回值转换为列表或元组，再用列表和元组的max()函数输出最大值。

【例515】将例514的要求改为查找并返回字典中年龄最大的键值对。

参考代码如下： 



1#E5-15.py

2

3dict1={"张三":18,"李四":25,"王五":36,"赵六":45,"刘七":25}

4age=0

5for i in dict1:

6if dict1［i］>age:

7age=dict1［i］

8x=i

9print(x,dict1［x］)






程序运行结果如下： 



赵六45






思考： 将上述代码的print(x,dict1［x］)改为print(i,dict1［i］)，查看输出结果，分析两种输出结果不同的原因。

同样可以用for循环遍历字典的items()方法来实现例515的功能。

参考代码如下： 



1#E5-15用item实现.py

2

3dict1={"张三":18,"李四":25,"王五":36,"赵六":45,"刘七":25}

4for k,v in dict1.items():

5if v==max(dict1.values()):

6print(k,v)






程序运行结果如下： 



赵六45






2. copy()方法

命令格式为： 

字典名.copy()

功能： 用于对字典的复制。

【例516】copy()方法举例。



>>> D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> D2=D1.copy()

>>> D2

{'name': '张三', 'id': '001', 'sex': '男'}






3. get()方法

命令格式为： 

字典名.get(key,default)

功能： 返回字典中键key对应的值，若key不存在，则返回default值，default的缺省值是None。

【例517】get()方法举例。



>>> D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> (D1.get('sex')

男

>>> (D1.get('birthday','no message')

no message

>>> print(D1.get('age'))

None






由于键'sex'在字典中存在，因此返回的是'sex'对应的值'男'。由于字典中没有键'birthday'，default参数为'no message'，所以返回'no message'。由于键'age'在字典中不存在，但get()方法中没有指定default参数，所以返回default参数的缺省值None。

注意： get()方法与第5.11节中介绍的“字典名［键］”的字典访问操作有所不同，键'age'在字典中不存在，get()方法返回的是None，而操作“字典名［键］”会直接报错。

4. update()方法

命令格式为： 

字典1.update(字典2)

功能： 用字典2中的键值对更新字典1中的键值对。

【例518】现有字典D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}，D2为空字典，实现下列操作：

（1） 复制D1到D2。

（2） 把D1中的'001'改为'002'，用D1更新D2。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>D2={}

>>>D2.update(D1)

{'name': '张三', 'id': '001', 'sex': '男'}

>>>D1［'id'］='002'

>>> D2.update(D1)

>>> D2

{'name': '张三', 'id': '002', 'sex': '男'}





【例519】已知字典D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}、D2={'name':'李四','age':18}，用D2更新D1中的键值对后，D1和D2的值各是什么？

参考代码如下： 



>>> D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> D2={'name':'李四','age':18}

>>> D1.update(D2)

>>> D1

{'name': '李四', 'id': '001', 'sex': '男', 'age': 18}

>>> D2

{'name': '李四', 'age': 18}






5. setdefault()方法

命令格式为： 

字典名.setdefault(key［,value］)

功能： 如果字典中存在key，则返回字典中key对应的值； 若key不存在，则返回value值，同时把key:value作为键值对添加到字典中，value的缺省值是None。

【例520】已知字典D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}，用setdefault()方法实现下列操作：

（1） 返回键'id'对应的值。

（2） 把键值对“'age':18”添加进字典中。

（3） 把'birthday'作为键添加到字典中。

参考代码如下： 



>>>D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>>D1.setdefault('id')

'001'

>>> D1.setdefault('age',18)

18

>>> D1

{'name': '张三', 'id': '001', 'sex': '男', 'age': 18}

>>> D1.setdefault('birthday')

>>> D1

{'name': '张三', 'id': '001', 'sex': '男', 'age': 18, 'birthday': None}






【例521】通过键盘输入一个由任意字符组成的字符串，利用字典编写程序统计输入的字符串中每个字符的个数。

参考代码如下： 



1#E5-21.py

2

3str1=input("输入一个字符串： ")

4dict1={}

5for i in str1:

6if i not in dict1:

7dict1.setdefault(i,1)

8else:

9dict1［i］=dict1［i］+1

10print(dict1)






程序运行结果如下： 



输入一个字符串： abacad

{'a': 3, 'b': 1, 'c': 1, 'd': 1}






注：  若把上述程序中dict1.setdefault(i,1)语句改为dict1［i］=1，两者的效果一致。

6. pop()方法

命令格式为： 

字典名.pop(key［,value］)

功能： 若字典中存在key，则返回key对应的值，同时将该键值对在字典中删除； 若字典中不存在该key，则返回value值。

【例522】已知字典D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}，用pop()方法先删除字典中以'name'为键的键值对，再删除以'age'为键的键值对，删除'age'时显示“不存在”。

参考代码如下： 



>>> D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> D1.pop('name')

'张三'

>>> D1

{'id': '001', 'sex': '男'}


>>> D1.pop('age','不存在')

'不存在'






7. popitem()方法

命令格式为： 

字典名.popitem()

功能： 删除字典中的键值对，返回键值对构成的元组。

【例523】popitem()举例。



>>> D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> D1.popitem()

 ('sex', '男')

>>> D1

{'name': '张三', 'id': '001'}

>>> type(D1.popitem())

<class 'tuple'>

>>> D1

{'name': '张三'}






8. clear()方法

命令格式为：

字典名.clear()
功能： 删除字典中全部的键值对，使之变成空字典。

【例524】clear()方法举例。



>>> D1={'name':'张三','id':'001','sex':'男'}

>>> D1.clear()

>>> D1

{}






5.2集合

集合(set)是一组对象的组合，是一个不重复且无序的数据集合体。类似数学中的集合，可以进行交、并、差等运算。Python中集合包含两种类型： 可变集合(set)和不可变集合(frozenset)。可变集合中的元素既可以添加也可以删除，可变集合中的元素必须是不可变的数据类型，可以是数值、字符串或元组，但不能是列表、字典和可变集合。

集合中可以包含不同数据类型的数据。

5.2.1集合的创建

集合的创建有两种方法。第一种方法是用一对花括号“{}”将多个用逗号“,”分隔的数据括起来。{}不能表示空集合，因为{}表示空字典。如果要生成空集合需要用到第二种方法。第二种方法是用set()函数，该函数可以将字符串、列表、元组等类型的数据转换成对应的集合，参数为空时生成空集合。

1. 生成空集合

示例如下： 



>>> set2=set()

>>> set2

set()

>>> type(set2)

<class 'set'>






2. 用“{}”直接生成集合

示例如下： 


 
>>> set3={0,1,2,3,'a','b',(34,56)}

>>> set3

{0, 1, 2, 3, 'b', 'a', (34, 56)}






注意： 集合中只能包含数值、字符串、元组等不可变类型的数据。

3. 利用set()函数将字符串转换成集合

示例如下： 



>>> set4=set('hello world')

>>> set4

{'l', 'w', ' ', 'e', 'd', 'r', 'h', 'o'}






注意：  set()函数在把字符串'hello world'转换为集合时会把重复的元素删除，这是一个非常重要的特性。set()函数也可以把列表和元组转化为集合。

下面介绍用set()函数把列表转化为集合，再用list()函数把集合转为列表的过程。

【例525】去掉列表［89,78,90,65,59,88,79,90,80,89］中的重复值，再返回去重之后的列表。

参考代码如下： 



>>> list1=［89,78,90,65,59,88,79,90,80,89］

>>> set5=set(list1)

>>> set5

{65, 78, 79, 80, 88, 89, 90, 59}

>>> list2=list(set5)

>>> list2

［65, 78, 79, 80, 88, 89, 90, 59］






4. 创建不可变集合

Python中集合包含可变集合(set)和不可变集合(frozenset)。frozenset()函数可以将元组、列表和字符串等类型数据转换成不可变集合。下面介绍如何用frozenset()函数创建不可变集合。

示例如下： 



>>> set6=frozenset('hello world')

>>> type(set6)

<class 'frozenset'>

>>> set6

frozenset({'l', 'w', ' ', 'e', 'd', 'r', 'h', 'o'})

>>> set7={1,2,'a',set6}

>>> set7

{1, 2, frozenset({'l', 'w', ' ', 'e', 'd', 'r', 'h', 'o'}), 'a'}






上面代码中利用frozenset()函数生成了一个不可变集合set6，set6可以作为可变集合set7中的一个元素。

5.2.2集合的常用运算

Python中的集合支持多种集合运算，很多运算和数学中的集合运算含义一样。

1. 专门的集合运算

表51列出专门的集合运算，表中A与B均表示集合。


表51专门的集合运算



表达式功能表达式功能


A&BA与B的交集A-BA与B的差集
A|BA与B的并集A^BA与B的对称差集


【例526】利用集合运算符分别计算集合{1,2,3,4,5}和集合{2,4,6,8}的交集、并集、差集和对称差集。

参考代码如下： 



>>> set8={1,2,3,4,5}

>>> set9={2,4,6,8}

>>> seta=set8&set9

>>> seta

{2, 4}

>>> setb=set8|set9

>>> setb

{1, 2, 3, 4, 5, 6, 8}

>>> setc=set8-set9

>>> setc

{1, 3, 5}

>>> setd=set8^set9

>>> setd

{1, 3, 5, 6, 8}






2. 集合的比较运算

表52列出集合的比较运算，表中A与B均表示集合，C表示元素。


表52集合的比较运算


表达式功能表达式功能




A==B判断A与B是否相等
A!=B判断A与B是否不相等
A<B判断A是否是B的真子集
A<=B判断A是否是B的子集(包括非真子集)



A>B判断A是否是B的真超集
A>=B判断A是否是B的超集(包括非真超集)
C in AC是否是A的成员
C not in AC是否不是A的成员



1) A==B

判断集合A和B是否相等。若相等返回True，否则返回False.下面例子也充分说明集合是无序的。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> B={'c','d','b','a'}

>>> A==B

True






2) A!=B

判断集合A和B是否不相等。如果集合A和B具有不同的元素，则返回True，否则返回False。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> B={'c','d','b','e'}

>>> A==B

False

>>> A!=B

True






3) A<B

判断集合A是否是B的真子集。如果A不等于B，且A中的所有元素都是B的元素，则返回True，否则返回False。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> B={'c','d','b','a'}

>>> A<B

False

>>> B={'c','d','b','a','e'}

>>> A<B

True






4) A<=B

判断集合A是否是B的子集。如果A中所有元素都是B的元素，则返回True，否则返回False。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> B={'c','d','b','a'}

>>> A<=B

True

>>> B={'c','d','b','a','e'}

>>> A<=B

True






5) A>B

判断集合A是否是B的真超集。如果A不等于B，且B中所有元素都是A的元素，则返回True，否则返回False。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> B={'c','d','b','a'}

>>> A>B

False

>>> B={'c','d','b'}

>>> A>B

True






6) A>=B

判断集合A是否是B的超集。如果B中所有元素都是A的元素，则返回True，否则返回False。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> B={'c','d','b','a'}

>>> A>=B

True

>>> B={'c','d','b'}

>>> A>=B

True






7) C in A

判断C是否是集合A中的元素。如果C是集合A中的元素，则返回True，否则返回False。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> 'a' in A

True

>>> 1 in A

False






8) C not in A

判断C是否不是A中的元素。如果C不是集合A中的元素，则返回True，否则返回False。



>>> A={'a','b','c','d'}

>>> 'a' not in A

False

>>> 1 not in A

True






5.2.3集合的常用方法

Python提供的方法分为两类： 面向所有集合的方法和面向可变集合的方法。面向所有集合的方法基本上与集合的基本操作类似。面向可变集合的方法，是会对原集合产生更新操作的一些方法。

1. 面向所有集合的方法

面向所有集合的常用方法如表53所示，表中A与B均表示集合。


表53面向所有集合的常用方法



方法功能


A.copy()复制集合A
A.issubset(B)判断A是否是B的子集
A.issuperset(B)判断A是否是B的超集
A.isdisjoint(B)判断A与B是否有共同元素
A.union(B)返回A与B的并集
A.intersection(B)返回A与B的交集
A.difference(B)返回A与B的差集
A.symmetric_difference(B)返回A与B的对称差集


【例527】已知集合{1,2,3,4}、{1,2,3}和{2,4,6,8}，应用表53中的方法。

参考代码如下：



>>> A={1,2,3,4}

>>> B={1,2,3}

>>> C={2,4,6,8}

>>> D=A.copy()

{1, 2, 3, 4}

>>> B.issubset(A)

True

>>> B.issuperset(A)

False

>>> A.issuperset(B)

True

>>> A.isdisjoint(C)

False

>>> A.union(C)

{1, 2, 3, 4, 6, 8}

>>> A.intersection(C)

{2, 4}

>>> A.difference(C)

{1, 3}

>>> A.symmetric_difference(C)

{1, 3, 6, 8}






2. 面向可变集合的方法

面向可变集合的方法会修改原集合中的元素，所以不适合用于不可变集合。常见的面向可变集合的方法如表54所示，表中A与B均表示集合。


表54面向可变集合的方法



方法功能

A.update(B)把集合A修改为A与B的并集
A.intersection_update(B)把集合A修改为A与B的交集
A.difference_update(B)把集合A修改为A-B
A.symmetric_difference_update(B)把集合A修改为A∪B-A∩B
A.add(X)把元素X添加到集合A中
A.discard(X)把集合A中的元素X删除，若不存在，则没有任何操作
A.remove(X)把集合A中的元素X删除，若不存在，则产生KeyError异常
A.pop()随机删除集合A中的一个元素，并返回该元素
A.clear()清空集合A


(1) update()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> B={2,4,6,8}

>>> A.update(B)

>>> A

{1, 2, 3, 4, 6, 8}






(2) intersection_update()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> B={2,4,6,8}

>>> A.intersection_update(B)

>>> A

{2, 4}






(3) difference_update()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> B={2,4,6,8}

>>> A.difference_update(B)

>>> A

{1, 3}






(4) symmetric_difference_update()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> B={2,4,6,8}

>>> A.symmetric_difference_update(B)

>>> A

{1, 3, 6, 8}






(5) add()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> A.add('python')

>>> A

{1, 2, 3, 4, 'python'}






(6) discard()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> A.discard(1)

>>> A

{2, 3, 4}

>>> A.discard('python')

>>> A

{2, 3, 4}






(7) remove()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> A.remove(1)








>>> A

{2, 3, 4}

>>> A.remove('python')

Traceback (most recent call last):

File "<pyshell#186>", line 1, in <module>

A.remove('python')

KeyError: 'python'

>>> A

{2, 3, 4}






(8) pop()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> A.pop()

1

>>> A

{2, 3, 4}






(9) clear()方法： 



>>> A={1,2,3,4}

>>> A.clear()

>>> A

set()






5.3wordcloud库

wordcloud库是根据文本生成词云的Python第三方库。词云以词语为基本单位，根据其在文本中出现的频率设计词语大小不同的效果，从而能更加直观和艺术地展示文本。

【例528】利用wordcloud库将字符串生成词云。

参考代码如下： 



1#E5-28.py

2import wordcloud

3wd=wordcloud.WordCloud()

4wd.generate("python wordcloud wxpython pyside")

5wd.to_file("pywcd.jpg")






运行代码会生成如图51所示的图片文件。



图51字符串生成词云


上面代码通过四个步骤完成了词云的生成。第一步是导入wordcloud库。第二步是生成一个wordcloud类的实例。第三步把要生成词云的字符串传递给generate()方法。第四步是输出生成的词云。

【例529】利用wordcloud库将文本文件中的内容生成词云。

问题分析： 例528是将一个字符串生成词云，wordcloud也可以将文件生成词云。若要将文件生成词云，具体操作时可以将上面代码的第三步改为wordcloud.generate(open('A1.txt','r').read())，其中A1是文本文档名，open()的具体用法参见7.2节。

修改后的完整代码如下： 



1#E5-29.py

2import wordcloud

3wd=wordcloud.WordCloud()

4wd.generate(open('A1.txt','r').read())

5wd.to_file("词云1.jpg")






注意：  由于代码中没有给出各个文件的路径，因此“A1.txt”“词云1.jpg”以及程序文件“E529.py”需要存储在同一个路径中才能保证程序正常运行。

程序运行后生成的词云图片如图52所示。



wordcloud把词云作为一个对象，将文本中词语出现的频率作为参数用于绘制词云。词云的大小、颜色、形状等都可以在WordCloud函数参数中设置。例如设定词云文件的背景色为白色，高度和宽度都为300像素的代码为： 

wd=wordcloud.WordCloud(width=300,height=300,background_color='white')

将此行代码替换到例529程序代码的相应位置，在其他代码不变的情况下，生成的词云文件如图53所示。



图52文件生成词云




图53修改背景色及高宽



WordCloud()函数常用参数如表55所示，更详细的参数及说明见附录F。


表55WordCloud()函数常用参数



参数功能

font_path指定字体文件的路径
width文件宽度
height文件高度
mask词云形状，默认为方形图
stopwords排出词列表，即不显示在图中的词
background_color背景色，默认为黑色


wordcloud默认用generate()方法以空格或标点为分隔符对文本进行分词处理，该方法可以对所有的文本进行自动分词操作。to_file(fname)方法是把生成的词云文件保存为名为fname的图片文件。

此外，wordcloud还可以生成任意形状的词云，为此需要提供相应的图像文件作为生成词云形状的模板。

【例530】生成具有一定形状的词云。

问题分析： 由于需要对图像进行处理，所以此处需要结合numpy库和PIL库的Image模块，两个库的使用方法详见第8章。假设要生成的形状如图54所示，该图片保存在D盘根目录下，图片名称为“abc.jpg”。利用numpy和PIL将图片“abc.jpg”转换为数组，并赋值给变量wctype。然后设置WordCloud()函数的mask参数值为wctype。

参考程序如下： 



1#E5-30.py

2import wordcloud

3import numpy

4from PIL import Image

5wctype=numpy.array(Image.open(r"D:＼abc.jpg"))

6wdcd=wordcloud.WordCloud(background_color='white',mask=wctype)

7wdcd.generate(open('A1.txt','r').read())

8wdcd.to_file("frog.jpg")






生成的词云如图55所示。



图54青蛙原图




图55生成的青蛙形状词云



上机练习5

说明：  创建程序文件完成下列练习。

【题目1】新建字典dict1，要求字典内有26个键值对，每个键是一个大写英文字母，所有的值均为None。

【题目2】现有字典dict2={'姓名':'李伟','性别':'男','身高':178,'体重':75}，编写程序循环输出： (1)dict2中的所有键。(2)dict2中的所有值。(3)dict2中的所有键值对。

【题目3】自定义一个非空字典，用户通过键盘输入数据，判断输入的数据是否在字典中，若在，则删除对应的键值对，输出“已删除”； 否则，输出“不存在”。

【题目4】通过键盘输入一个由任意字符组成的字符串，利用字典编写程序统计输入的字符串中每个字母的个数。

【题目5】已知有两个集合setA和setB，分别存储了选择选修课A和选修课B的学生姓名，请自行创建这两个集合。计算并输出：

(1) 同时选择了setA和setB两门选修课的学生姓名和人数。

(2) 仅选择了选修课A而没有选择选修课B的学生姓名和人数。

(3) 仅选择了一门选修课的学生姓名和人数。

【题目6】通过键盘输入一个由任意字符组成的字符串，利用集合去重统计输入的字符串中字符种类的个数。

【题目7】上网下载英文文档，利用wordcloud生成词云图片文件。要求：

(1) 图片背景为白色。

(2) 图片尺寸为400像素×400像素。

(3) 图片形状为任意卡通人物形状。


习题5

【选择题】

1. 下面选项中，能正确创建字典的是()。



A. dict1={}.fromkeys((1,2))

B. dict1={'a':1,［'a','b'］:2,'c':3}

C. dict1={{1,2}:1}

D. dict1=dict(［1,2］,［3,4］)

2. 下列数据类型中，不能作为字典的键的是()。

A. 整数
B. 字符串
C. 列表
D. 元组

3. 设A和B为两个集合，下面选项中一定不能使A获得与B相同的值的操作是()。

A. A=B
B. A=B.copy()

C. A.update(B)
D. A=B.get()

4. 下面关于字典的描述中错误的选项是()。

A. 键值对中键必须是不可变的数据类型

B. 一个字典中所有键值对的键必须是唯一的

C. 字典中可以存储任意类型的数据

D. 一个字典中所有键值对的值不允许重复

5. 下列语句执行的结果是()。



1a={}.fromkeys("hello world!")

2a.pop("o")

3print(len(a))






A. 8
B. 9
C. 10
D. 11

6. 下面程序的运行结果是()。



1A1={}

2A1［1］=1

3A1［3］=2

4A1［3］+=2

5print(A1［3］)






A. 1
B. 3
C. 4
D. 5

7. 下列命令中可以删除字典中的指定键值对的是()。

A. pop()
B. popitem()
C. clear()
D. discard()

8. 集合A={1,3,5,7,9}，集合B={1,2,3,4,5}，A.symmetric_difference(B)的返回值是()。

A. {1,2,3,4,5,7,9}
B. {7,9}

C. {1,3,5}
D. {2,4,7,9}

9. 下面程序的运行结果是()。



1A=set("aabbbcdeff")

2A.discard('a')

3print(len(A))






A. 6
B. 5
C. 8
D. 9

10. 下列方法中可以应用于不可变集合的是()。



A. add()
B. discard()
C. copy()
D. remove()

【判断题】

1. 字典中不通过键就可以直接访问某一个键值对中的值。()

2. 字典的值可以是集合。()

3. 可变集合可以作为字典的键。()

4. 可以修改字典中已有的键。()

5. 一个字典中的键是不允许重复的，但值可以重复。()

6. 一个字典中可以有两个相同的键值对。()

7. 集合中不能包含集合。()

8. {'a','b','c','d'}和{'c','a','d','b'}相等。()

9. 一个集合中元素的数据类型必须是一致的。()

10. 集合中不允许出现相同的元素。()

11. 集合的pop()方法可以删除指定元素。()

【填空题】

1. Python中字典以为界限符，字典内的每个元素的两部分之间用连接。

2. 集合分为和两种类型，其中可以用set()函数创建的是。

3. 已知字典D1={'a':1,'b':2,'c':3}，把键'c'对应的值3改为4的命令是。

4. 已知字典D1={'a':1,'b':2,'c':3}，显示出D1中所有键值对采用的命令是。

5. 已知D1和D2是两个集合，用D2中的键值对更新D1的命令是。

6. 下面程序的运行结果是。



1a1={}.fromkeys("123456789",1)

2sum=0

3for k in a1:

4sum+=a1［k］

5print(sum)






7. 创建一个空集合且赋值给变量set1的命令是。

8. 有两个元组，tup1=('name','id','age')，tup2=('张龙','001',19)，请用一条语句将这两个元组转换为一个字典。生成的字典为： {'name': '张龙','id': '001','age': 19}，这条语句为。

9. 下面程序的运行结果是。



1set1={1,2,3,4}

2set1.discard('1')

3print(set1)






10. 若A={1,3,5,7,9}，B={1,2,3,4,5}，则A.intersection(B)=，A.difference(B)=。

【简答题】

1. 什么是空字典和空集合？怎么创建？

2. 集合有哪两种类型？如何创建？

3. 试述删除字典和集合中元素的方法，并比较相同点和不同点。

4. 试述字典与集合这两种类型的数据与列表、元组和字符串的区别。

5. 集合中的数据不允许重复，可以利用这一特性进行去重操作，试述如何利用集合把字符串中的数据进行去重。