В этой лабораторной работе вы получите практический опыт работы со словарями Python (Python dictionaries) — важнейшей структурой данных для хранения информации в виде пар ключ-значение. Вы научитесь создавать словари и просматривать их содержимое, получать доступ к элементам и изменять их, добавлять и удалять элементы, а также работать с объектами представлений словарей (dictionary view objects). К концу этой лабораторной работы вы будете уверенно выполнять общие операции со словарями.
На этом шаге вы научитесь создавать словари и просматривать их содержимое. Словарь — это коллекция пар ключ-значение, где каждый ключ должен быть уникальным. Словари создаются с помощью фигурных скобок {} или конструктора dict(). Начиная с Python 3.7, словари сохраняют порядок вставки элементов.
Сначала откройте файл main.py в проводнике файлов (file explorer) слева в редакторе VS Code.
Добавьте следующий код в main.py. Этот скрипт демонстрирует различные способы создания словаря.
## Create an empty dictionary using curly braces
empty_dict = {}
print(f"Empty dictionary: {empty_dict}")
print(f"Type of empty_dict: {type(empty_dict)}")
## Create a dictionary with initial key-value pairs
student_info = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'major': 'Computer Science'}
print(f"\nStudent info: {student_info}")
## Create a dictionary using the dict() constructor with keyword arguments
student_info_kw = dict(name='Bob', age=22, major='Physics')
print(f"Student info (from keywords): {student_info_kw}")
## Create a dictionary from a list of key-value tuples
student_info_tuples = dict([('name', 'Charlie'), ('age', 28), ('major', 'Chemistry')])
print(f"Student info (from tuples): {student_info_tuples}")После добавления кода сохраните файл, нажав Ctrl + S.
Теперь запустите скрипт, открыв терминал в редакторе VS Code (Ctrl + ~) и выполнив следующую команду:
python main.pyВы должны увидеть следующий вывод, который показывает различные созданные вами словари:
Empty dictionary: {}
Type of empty_dict: <class 'dict'>
Student info: {'name': 'Alice', 'age': 25, 'major': 'Computer Science'}
Student info (from keywords): {'name': 'Bob', 'age': 22, 'major': 'Physics'}
Student info (from tuples): {'name': 'Charlie', 'age': 28, 'major': 'Chemistry'}Этот шаг научил вас основным способам создания словарей в Python, как пустых, так и с начальными данными.
На этом шаге вы научитесь получать доступ к элементам словаря и изменять их. Вы можете извлечь значение, обратившись к его ключу внутри квадратных скобок [].
Сначала очистите предыдущее содержимое файла main.py. Затем добавьте в файл следующий код. Этот скрипт демонстрирует, как получать доступ к данным словаря и изменять их.
## Define a sample dictionary
student_info = {'name': 'Alice', 'age': 25, 'major': 'Computer Science'}
print(f"Original dictionary: {student_info}")
## Access elements using square brackets
student_name = student_info['name']
print(f"\nStudent Name: {student_name}")
## Using the get() method to access an element
student_age = student_info.get('age')
print(f"Student Age (using get()): {student_age}")
## The get() method can provide a default value if the key is not found
student_city = student_info.get('city', 'Not Specified')
print(f"Student City (with default): {student_city}")
## Modify the value of an existing key
print(f"\nOriginal age: {student_info['age']}")
student_info['age'] = 26
print(f"Modified age: {student_info['age']}")
print(f"\nUpdated dictionary: {student_info}")Сохраните файл (Ctrl + S) и запустите скрипт из терминала:
python main.pyВывод показывает, как извлекать значения и как выглядит словарь после изменения:
Original dictionary: {'name': 'Alice', 'age': 25, 'major': 'Computer Science'}
Student Name: Alice
Student Age (using get()): 25
Student City (with default): Not Specified
Original age: 25
Modified age: 26
Updated dictionary: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'major': 'Computer Science'}Обратите внимание, что использование квадратных скобок [] для доступа к несуществующему ключу вызовет ошибку KeyError, в то время как метод get() предоставляет более безопасный способ доступа к ключам, которые могут отсутствовать.
На этом шаге рассматривается добавление новых элементов в словарь и удаление существующих. Вы можете добавить новую пару ключ-значение, присвоив значение новому ключу.
Замените содержимое main.py следующим кодом. Этот скрипт демонстрирует полный жизненный цикл элементов словаря: добавление, обновление и удаление их различными способами.
## Define a sample dictionary
student_info = {'name': 'Alice', 'age': 26, 'major': 'Computer Science'}
print(f"Initial dictionary: {student_info}")
## Add a new key-value pair
student_info['city'] = 'New York'
print(f"After adding 'city': {student_info}")
## Delete an element using pop()
## pop() removes the key and returns its value
removed_major = student_info.pop('major')
print(f"\nRemoved major: {removed_major}")
print(f"After pop('major'): {student_info}")
## Delete the last inserted element using popitem()
## popitem() removes and returns the (key, value) pair
removed_item = student_info.popitem()
print(f"\nRemoved item: {removed_item}")
print(f"After popitem(): {student_info}")
## Delete an element using the 'del' statement
del student_info['age']
print(f"\nAfter del student_info['age']: {student_info}")
## The clear() method removes all elements from the dictionary
student_info.clear()
print(f"After clear(): {student_info}")Сохраните файл (Ctrl + S) и запустите скрипт:
python main.pyВывод покажет словарь на каждом этапе модификации:
Initial dictionary: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'major': 'Computer Science'}
After adding 'city': {'name': 'Alice', 'age': 26, 'major': 'Computer Science', 'city': 'New York'}
Removed major: Computer Science
After pop('major'): {'name': 'Alice', 'age': 26, 'city': 'New York'}
Removed item: ('city', 'New York')
After popitem(): {'name': 'Alice', 'age': 26}
After del student_info['age']: {'name': 'Alice'}
After clear(): {}На этом шаге вы узнали, как добавлять новые элементы и как удалять их с помощью методов pop(), popitem(), оператора del и метода clear().
На этом шаге вы изучите объекты представлений словаря (dictionary view objects). Это динамические объекты, которые предоставляют представление ключей, значений или пар (ключ, значение) словаря. Любые изменения в словаре немедленно отражаются в представлении.
Замените содержимое main.py следующим кодом:
## Define a sample dictionary
student_info = {'name': 'Alice', 'age': 26, 'major': 'Computer Science'}
print(f"Original dictionary: {student_info}\n")
## Get the view objects
keys_view = student_info.keys()
values_view = student_info.values()
items_view = student_info.items()
print(f"Keys View: {keys_view}")
print(f"Values View: {values_view}")
print(f"Items View: {items_view}")
## Views are dynamic and reflect dictionary changes
print("\n--- Modifying Dictionary ---")
student_info['city'] = 'New York'
print(f"Dictionary after adding 'city': {student_info}")
print(f"Keys View after modification: {keys_view}")
print(f"Values View after modification: {values_view}")
## You can iterate over view objects
print("\n--- Iterating over Keys View ---")
for key in keys_view:
print(key)
## You can convert views to other data types like lists
keys_list = list(keys_view)
print(f"\nKeys view converted to a list: {keys_list}")Сохраните файл (Ctrl + S) и запустите скрипт:
python main.pyВывод демонстрирует создание, динамическую природу и итерацию по объектам представлений:
Original dictionary: {'name': 'Alice', 'age': 26, 'major': 'Computer Science'}
Keys View: dict_keys(['name', 'age', 'major'])
Values View: dict_values(['Alice', 26, 'Computer Science'])
Items View: dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 26), ('major', 'Computer Science')])
--- Modifying Dictionary ---
Dictionary after adding 'city': {'name': 'Alice', 'age': 26, 'major': 'Computer Science', 'city': 'New York'}
Keys View after modification: dict_keys(['name', 'age', 'major', 'city'])
Values View after modification: dict_values(['Alice', 26, 'Computer Science', 'New York'])
--- Iterating over Keys View ---
name
age
major
city
Keys view converted to a list: ['name', 'age', 'major', 'city']На этом шаге вы узнали, как использовать методы keys(), values() и items() для получения динамических представлений содержимого словаря, что полезно для многих задач программирования.
В этой лабораторной работе вы получили практический опыт работы со словарями Python. Вы начали с создания словарей с использованием фигурных скобок {} и конструктора dict(). Затем вы научились получать доступ к элементам словаря и изменять их, используя нотацию квадратных скобок [] и метод get(). Далее вы практиковались в добавлении новых пар ключ-значение и их удалении с помощью различных методов, включая pop(), popitem(), оператор del и clear(). Наконец, вы изучили динамические представления словаря (keys(), values() и items()), поняв, как они отражают изменения в словаре и как по ним итерировать.
