简介

在 Python 编程中，列表（List）和字典（Dictionary）是两种极为重要的数据结构。它们各自有着独特的特点和用途，广泛应用于各种程序开发场景中。理解并熟练掌握这两种数据结构的使用方法，对于编写高效、简洁的 Python 代码至关重要。本文将深入探讨 Python 中列表和字典的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地运用它们解决实际问题。

目录

  1. 列表（List）基础概念
  2. 列表的使用方法
    • 创建列表
    • 访问列表元素
    • 修改列表元素
    • 添加和删除元素
    • 列表操作方法
  3. 字典（Dictionary）基础概念
  4. 字典的使用方法
    • 创建字典
    • 访问字典值
    • 修改字典值
    • 添加和删除键值对
    • 字典操作方法
  5. 常见实践
    • 列表的常见实践
    • 字典的常见实践
  6. 最佳实践
    • 列表的最佳实践
    • 字典的最佳实践
  7. 小结
  8. 参考资料

列表（List）基础概念

列表是 Python 中一种有序的可变数据结构，它可以存储不同类型的数据，例如整数、字符串、浮点数，甚至可以包含其他列表或字典等复杂数据类型。列表使用方括号 [] 来表示，元素之间用逗号 , 分隔。

列表的使用方法

创建列表

# 创建一个空列表
empty_list = []

# 创建一个包含整数的列表
int_list = [1, 2, 3, 4, 5]

# 创建一个包含不同类型数据的列表
mixed_list = [1, "hello", 3.14, [4, 5]]

访问列表元素

列表中的元素可以通过索引来访问，索引从 0 开始。

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]
print(fruits[0])  # 输出 "apple"
print(fruits[2])  # 输出 "cherry"

# 可以使用负索引从列表末尾开始访问元素
print(fruits[-1])  # 输出 "cherry"
print(fruits[-2])  # 输出 "banana"

修改列表元素

可以通过索引直接修改列表中的元素。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
numbers[2] = 30
print(numbers)  # 输出 [1, 2, 30, 4, 5]

添加和删除元素

  • 添加元素 
      animals = ["cat", "dog"]
  animals.append("rabbit")  # 在列表末尾添加元素
  print(animals)  # 输出 ["cat", "dog", "rabbit"]

  animals.insert(1, "bird")  # 在指定索引位置插入元素
  print(animals)  # 输出 ["cat", "bird", "dog", "rabbit"]
  • 删除元素 
      colors = ["red", "green", "blue"]
  del colors[1]  # 删除指定索引位置的元素
  print(colors)  # 输出 ["red", "blue"]

  colors.remove("red")  # 删除指定值的元素
  print(colors)  # 输出 ["blue"]

列表操作方法

列表有许多内置方法，例如 len() 用于获取列表长度，sort() 用于对列表进行排序，reverse() 用于反转列表等。

nums = [5, 2, 8, 1, 9]
print(len(nums))  # 输出 5

nums.sort()
print(nums)  # 输出 [1, 2, 5, 8, 9]

nums.reverse()
print(nums)  # 输出 [9, 8, 5, 2, 1]

字典（Dictionary）基础概念

字典是 Python 中一种无序的数据结构，它以键值对（key-value pair）的形式存储数据。每个键（key）必须是唯一的，并且不可变（通常是字符串或数字），而值（value）可以是任何类型的数据。字典使用花括号 {} 来表示，键值对之间用冒号 : 分隔，不同键值对之间用逗号 , 分隔。

字典的使用方法

创建字典

# 创建一个空字典
empty_dict = {}

# 创建一个包含键值对的字典
person = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}

访问字典值

可以通过键来访问字典中的值。

person = {"name": "Bob", "age": 25, "job": "Engineer"}
print(person["name"])  # 输出 "Bob"

# 如果访问不存在的键，会引发 KeyError 错误
# print(person["country"])  # 这行代码会报错

# 可以使用 get() 方法来避免错误
print(person.get("country"))  # 输出 None

修改字典值

通过键可以直接修改字典中的值。

car = {"brand": "Toyota", "model": "Corolla", "year": 2020}
car["year"] = 2023
print(car)  # 输出 {"brand": "Toyota", "model": "Corolla", "year": 2023}

添加和删除键值对

  • 添加键值对 
      student = {"name": "Charlie", "grade": "A"}
  student["major"] = "Computer Science"  # 添加新的键值对
  print(student)  # 输出 {"name": "Charlie", "grade": "A", "major": "Computer Science"}
  • 删除键值对 
      employee = {"name": "David", "department": "Sales", "salary": 5000}
  del employee["department"]  # 删除指定键值对
  print(employee)  # 输出 {"name": "David", "salary": 5000}

  salary = employee.pop("salary")  # 删除指定键并返回对应的值
  print(employee)  # 输出 {"name": "David"}
  print(salary)  # 输出 5000

字典操作方法

字典也有许多有用的方法，例如 keys() 用于获取所有键，values() 用于获取所有值，items() 用于获取所有键值对。

product = {"name": "Laptop", "price": 1000, "quantity": 5}
print(product.keys())  # 输出 dict_keys(['name', 'price', 'quantity'])
print(product.values())  # 输出 dict_values(['Laptop', 1000, 5])
print(product.items())  # 输出 dict_items([('name', 'Laptop'), ('price', 1000), ('quantity', 5)])

常见实践

列表的常见实践

  • 遍历列表 
      numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
  for num in numbers:
      print(num)
  • 列表推导式 
      squares = [num ** 2 for num in numbers]
  print(squares)  # 输出 [1, 4, 9, 16, 25]

字典的常见实践

  • 遍历字典 
      person = {"name": "Eve", "age": 28, "city": "Los Angeles"}
  for key, value in person.items():
      print(f"{key}: {value}")
  • 根据值查找键 
      def find_key_by_value(dictionary, target_value):
      for key, value in dictionary.items():
          if value == target_value:
              return key
      return None

  result = find_key_by_value(person, "Los Angeles")
  print(result)  # 输出 "city"

最佳实践

列表的最佳实践

  • 避免在遍历列表时修改列表：如果需要在遍历列表的同时修改列表，可以创建一个新的列表来存储修改后的值。
  • 使用列表推导式替代循环：列表推导式通常更加简洁和高效，能提高代码的可读性。
  • 对列表进行切片操作时要注意边界：确保切片的起始和结束索引符合预期，避免出现越界错误。

字典的最佳实践

  • 使用 defaultdict 来处理缺失键：defaultdict 可以在访问不存在的键时返回一个默认值，避免 KeyError 错误。 ```python from collections import defaultdict

d = defaultdict(int) print(d[“new_key”]) # 输出 0

- **使用 `OrderedDict` 来保持键的插入顺序**：如果需要记住字典中键的插入顺序，可以使用 `OrderedDict`。
```python
from collections import OrderedDict

od = OrderedDict()
od["a"] = 1
od["b"] = 2
for key in od:
    print(key)  # 输出顺序与插入顺序一致

小结

列表和字典是 Python 编程中不可或缺的数据结构。列表适合存储有序的、可变的数据序列，而字典则更适合处理键值对形式的数据。通过掌握它们的基础概念、使用方法、常见实践和最佳实践，我们能够更加高效地编写 Python 代码，解决各种实际问题。

参考资料