Python基础学习笔记之字典实践与集合

学习目标

通过字典场景理解映射关系，并学习集合的去重与集合运算。

一、字典实践

写一个学生作业情况录入并查询的小程序
a.录入学生作业情况：字典添加
b.查看学生作业情况：字典查询
c.录入时允许输入3次，3次输入不正确提示失败次数过多，禁止继续录入

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写一个学生作业情况录入并查询的小程序
a.录入学生作业情况：字典添加
b.查看学生作业情况：字典查询
c.录入时允许输入3次，3次输入不正确提示失败次数过多，禁止继续录入
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# 格式
homeworks = {
    'tom':{'2020.1.1':'未交','2021.1.8':'已交'},
    'bob':{'2020.1.1':'未交','2021.1.8':'未交'}
}
choice = {'1':'查询','2':'录入'}
while True:
    user_choice = input('请输入你的选择，1为查询学生作业，2为录入学生作业,输入q退出：')
    if user_choice.lower() == 'q':
        print('欢迎再次使用')
        # 结束的是while死循环
        break
    if choice.get(user_choice) == '查询':
        name = input('请输入学生的姓名:')
        if name in homeworks:
            print(f'{name}的作业情况为:{homeworks[name]}')
        else:
            print('查询学生不存在')
    elif choice.get(user_choice) == '录入':
        state = {'0': '未交', '1': '已交'}
        for i in range(3):
            name = input('请输入学生的姓名：')
            date = input('请输入提交作业的时间：')
            input_state = input('请输入学生作业的状态，0为未交，1为已交：')
            if state.get(input_state):  # 如果key不存在，get会返回None
                if name == '' or date == '':
                    print('学生姓名或日期不能为空')
                else:
                    # 判断学生信息在homeworks中在不在，在则修改，不在则添加
                    if name in homeworks:
                        # 方式一：用子字典中的键值对更新原字典
                        homeworks[name].update({date: state[input_state]})  # 学生存在，更新子字典
                        # 方式二：向指定字典中添加指定键值对
                        # homeworks[name][date] = state[input_state]
                    else:
                        homeworks[name] = {date: state[input_state]}  # 学生不存在，则添加新的key-value

                    print(f'{name}的作业情况为：{homeworks[name]}')
                    print(f'所有学生的作业情况为：{homeworks}')
                    # 一切输入正确的情况下，则提前结束for循环
                    break
            else:
                print('学生作业状态有误')
    else:
        print('选择输入有误')

二、集合

Python中的集合跟数学上的集合是一致的，不允许有重复元素，而且可以进行交集、并集、差集等运算

set与dict类似，但是与dict的区别在于只是一组key的集合，不存储value

本质：无序且无重复元素的集合

表示：{}，注意：如果直接使用{}则默认表示字典

1.集合的定义

# 1.空集合
set1 = set()  # {}表示字典

# 2.非空集合
# a.去重的             ******
set2 = {34,5,3,5,5,5,5,5}
print(set2)

# b.无序的
set2 = {34,5,3,78,100,28}
print(set2)   # {34, 3, 100, 5, 28, 78}

# 注意：因为集合是无序的，所以集合没有索引
# 遍历集合,只能使用下面的方式
for ele in set2:
    print(ele)

# 练习：去除一个列表中的重复元素    ******
numlist = [34,45,67,8,99,8,34,8,67,67,34]
# 方式一
new_list1 = []
for num in numlist:
    if num not in new_list1:
        new_list1.append(num)
print(new_list1)   # [34, 45, 67, 8, 99]

# 方式二
new_list2 = list(set(numlist))
print(new_list2)

2.集合间的运算

s1 = {1,3,4}
s2 = {3,4,5}
# 1.交集:& 或者intsersection()
print(s1 & s2)
print(s1.intersection(s2))

# 2.并集：| 或者  union()
print(s1 | s2)
print(s1.union(s2))

# 3.差集：- 或者  difference()
print(s1 - s2)
print(s1.difference(s2))

3.集合的系统功能

add(x):x只能是不可变的数据类型

update(x):x只能是可迭代对象【容器】，表示将x中的元素合并到集合中

remove(x):x表示需要被删除的元素,如果x不存在，则直接报错

pop():因为集合是无序的，表示随机删除一个

discard(x):x表示需要被删除的元素，如果x不存在，不报错

# 注意：list,dict和set都是可变的数据类型，所以都可以进行增删改的操作

# 一、增
# 1.add(element)，element只能是不可变的数据类型，如果element是一个可迭代对象，整体加入
s1 = {11,22,33}
print(s1)
s1.add(44)
print(s1)
s1.add('abc')
print(s1)
# s1.add([45,7,8])  # TypeError: unhashable type: 'list'
s1.add((45,7,8))
print(s1)

# 注意：集合中的元素只能是不可变的数据类型          *******
# s2 = {34,'fa',(45,6,7),[6,67,8]}
# print(s2)

# 2.update(x),x只能是iterable
s1 = {11,22,33}
print(s1)
# s1.update(44)  # 'int' object is not iterable
s1.update('abc')
print(s1)
s1.update([45,7,8,9])
print(s1)
s1.update({'x':10,'y':20})  # 如果x是字典，则只能添加key
print(s1)

# 二、删
# 1.remove(x):x表示要删除的元素         *******
s1 = {34,6,67,8,9}
print(s1)
s1.remove(67)
print(s1)

# 2.pop()：因为集合是无序的，没有索引，所以pop表示随机删除一个元素
s1 = {34,6,67,8,9}
print(s1)
s1.pop()
print(s1)

# 3.discard()：和remove用法相同，但是如果被删除的元素不存在，remove会报错，但是disacard不会报错
s1 = {34,6,67,8,9}
print(s1)
# s1.remove(100)  # KeyError: 100
# print(s1)

s1.discard(100)
print(s1)

# 4.clear()
s1 = {34,6,67,8,9}
print(s1)
s1.clear()
print(s1)   # set()

# 三、查
s1 = {34,6,67,8,9}
print(len(s1))
print(max(s1))
print(min(s1))

s2 = s1.copy()
print(s1 is s2)

# int()/float()/bool()/str()/list()/tuple()/dict()/set()
# 注意：自定义变量名时，不要和上述系统功能重名，否则会导致系统的功能失效
# list = [34,6,7]

s = 'abc'
list1 = list(s)   # TypeError: 'list' object is not callable可调用的
print(list1)

4.集合实践

用三个元组表示三门学科的选课学生姓名(一个学生可以同时选多门课)
a.求选课学生总共有多少人
b.求只选了第一个学科的人的数量和对应的名字
c.求只选了一门学科的学生的数量和对应的名字
d.求只选了两门学科的学生的数量和对应的名字
e.求选了三门学生的学生的数量和对应的名字

# 用三个元组表示三门学科的选课学生姓名(一个学生可以同时选多门课)
subject1 = ('stu1','stu3','stu4','stu6','stu7','stu9')
subject2 = ('stu1','stu2','stu3','stu5')
subject3 = ('stu1','stu3','stu5','stu6','stu7','stu8','stu9')

# a.求选课学生总共有多少人
s1 = set(subject1 + subject2 + subject3)
print(len(s1))

# b.求只选了第一个学科的人的数量和对应的名字
# 方式一
new_names = []
for stu in subject1:
    if stu not in subject2 and stu not in subject3:
        new_names.append(stu)
print(new_names)
print(len(new_names))

# 方式二
s2 = set(subject1) - set(subject2) - set(subject3)
print(s2)
print(len(s2))

# c.求只选了一门学科的学生的数量和对应的名字
# 统计每个学生选修的科目数
subject = subject1 + subject2 + subject3
count_dict = {}
for stu in subject:
    count_dict[stu] = subject.count(stu)
print(count_dict)
one_list = []
for stu,count in count_dict.items():
    if count == 1:
        one_list.append(stu)
print(one_list)

# d.求只选了两门学科的学生的数量和对应的名字
two_list = []
for stu,count in count_dict.items():
    if count == 2:
        two_list.append(stu)
print(two_list)

# e.求选了三门学生的学生的数量和对应的名字
three_list = []
for stu,count in count_dict.items():
    if count == 3:
        three_list.append(stu)
print(three_list)

补充说明

集合无序且元素必须可哈希，不能按下标访问。去重时集合很方便，但如果需要保留原有顺序，应使用 dict.fromkeys() 等方式。

本篇小结

字典解决“键到值”的查询，集合解决成员判断、去重和集合关系。