怎么用 Jupyter 學習 Python 字典

# 怎么用 Jupyter 學習 Python 字典

## 前言

Python 字典（Dictionary）是 Python 中最重要且常用的數據結構之一。它以鍵值對（key-value）的形式存儲數據，提供了高效的數據查找和管理方式。本文將介紹如何在 Jupyter Notebook 中學習和使用 Python 字典，涵蓋基礎操作、常用方法以及實際應用場景。

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## 1. 為什么選擇 Jupyter 學習 Python 字典？

Jupyter Notebook 是一個交互式的開發環境，特別適合學習和實驗 Python 代碼。它的優勢包括：
- **即時反饋**：可以逐行執行代碼并查看結果。
- **可視化**：支持 Markdown 注釋和圖表展示。
- **可重復性**：方便保存和分享代碼片段。

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## 2. Python 字典基礎

### 2.1 字典的定義
字典用花括號 `{}` 定義，鍵值對之間用逗號分隔，鍵和值之間用冒號 `:` 分隔。

```python
# 創建一個空字典
empty_dict = {}

# 創建一個包含鍵值對的字典
student = {
    "name": "Alice",
    "age": 20,
    "courses": ["Math", "Physics"]
}

2.2 訪問字典的值

通過鍵名訪問對應的值：

print(student["name"])  # 輸出: Alice

如果鍵不存在，會拋出 KeyError?？梢允褂?get() 方法避免錯誤：

print(student.get("address", "Not Found"))  # 輸出: Not Found

2.3 修改字典

可以通過鍵名直接修改或添加新的鍵值對：

student["age"] = 21  # 修改值
student["address"] = "123 Main St"  # 添加新鍵值對

3. 字典的常用操作

3.1 遍歷字典

• 遍歷鍵：

  
  for key in student:
    print(key)
  

• 遍歷值：

  
  for value in student.values():
    print(value)
  

• 遍歷鍵值對：

  
  for key, value in student.items():
    print(f"{key}: {value}")
  

3.2 字典推導式

類似于列表推導式，可以快速生成字典：

squares = {x: x**2 for x in range(1, 6)}
print(squares)  # 輸出: {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}

3.3 合并字典

使用 update() 方法或 ** 操作符：

dict1 = {"a": 1, "b": 2}
dict2 = {"c": 3, "d": 4}

# 方法1
dict1.update(dict2)

# 方法2
merged_dict = {**dict1, **dict2}

4. 字典的常用方法

5. 實際應用場景

5.1 統計詞頻

用字典統計一段文本中單詞的出現次數：

text = "apple banana apple orange banana apple"
words = text.split()

word_count = {}
for word in words:
    word_count[word] = word_count.get(word, 0) + 1

print(word_count)  # 輸出: {'apple': 3, 'banana': 2, 'orange': 1}

5.2 數據分組

將學生按成績分組：

students = [
    {"name": "Alice", "grade": "A"},
    {"name": "Bob", "grade": "B"},
    {"name": "Charlie", "grade": "A"}
]

grade_groups = {}
for student in students:
    grade = student["grade"]
    if grade not in grade_groups:
        grade_groups[grade] = []
    grade_groups[grade].append(student["name"])

print(grade_groups)  # 輸出: {'A': ['Alice', 'Charlie'], 'B': ['Bob']}

6. 常見問題與解答

Q1: 字典的鍵可以是哪些類型？

• 鍵必須是不可變類型，如字符串、數字或元組（但元組內不能包含可變元素）。
• 列表和字典不能作為鍵。

Q2: 如何判斷鍵是否存在？

使用 in 關鍵字：

if "name" in student:
    print("Key exists")

Q3: 如何對字典排序？

字典本身是無序的，但可以通過 sorted() 函數對鍵或值排序：

sorted_keys = sorted(student.keys())
sorted_values = sorted(student.values())

7. 總結

Python 字典是一種靈活且強大的數據結構，適用于各種場景。通過 Jupyter Notebook 的交互式環境，可以高效學習和實驗字典的操作。本文介紹了字典的基礎語法、常用方法和實際應用，希望能幫助你掌握這一重要工具。

練習

1. 創建一個字典，記錄你的一周開銷，并計算總花費。
2. 編寫一個函數，接收一個字符串，返回字符及其出現次數的字典。
3. 嘗試用字典推導式生成一個字母與其 ASCII 碼的映射表。

在 Jupyter 中完成這些練習，加深對字典的理解！ “`

這篇文章共計約1950字，涵蓋了 Python 字典的基礎知識、常用操作、實際應用以及練習題目，適合在 Jupyter Notebook 中邊學邊練。