使用 dict 和 set

1. dict（字典）

基本概念

• 定义：键-值（key-value）存储结构，在其他语言中常称为 map
• 特点：查找速度极快，不随 key 数量增加而变慢
• 原理：类似查字典——根据 key 用哈希算法算出 value 的存放位置，直接取值

创建与访问

d = {'Michael': 95, 'Bob': 75, 'Tracy': 85}
d['Michael']   # 95

# 通过 key 放入
d['Adam'] = 67
d['Adam']      # 67

注意：同一 key 多次赋值，后面的会覆盖前面的。

避免 KeyError 的两种方式

方式	示例
in 判断	'Thomas' in d → False
get(key, default)	d.get('Thomas') → None；d.get('Thomas', -1) → -1

删除 key

d.pop('Bob')   # 返回 75，并删除该键值对

dict 与 list 对比（记忆要点）

	dict	list
查找/插入	极快，不随规模变慢	随元素增加变慢
内存	占用多	占用少
本质	用空间换时间	用时间换空间

重要约束：key 必须是不可变对象

• dict 根据 key 计算存储位置，key 若可变则哈希结果会变，内部会混乱
• 可作 key：str、int、tuple（若元素也不可变）
• 不可作 key：list（可变）

# 错误示例
key = [1, 2, 3]
d[key] = 'a list'   # TypeError: unhashable type: 'list'

---

2. set（集合）

基本概念

• 定义：一组 key 的集合，不存储 value；key 不重复
• 特点：无序、无重复，可做数学上的交集、并集

创建

s = {1, 2, 3}
# 或从 list 创建
s = set([1, 2, 3])

重复元素会被自动过滤：{1, 1, 2, 2, 3} → {1, 2, 3}

常用操作

s.add(4)      # 添加元素，重复添加无效
s.remove(4)   # 删除元素

集合运算

s1 = {1, 2, 3}
s2 = {2, 3, 4}
s1 & s2       # 交集 {2, 3}
s1 | s2       # 并集 {1, 2, 3, 4}

约束

与 dict 相同：不可放入可变对象（无法保证“无重复”），list 不能放入 set。

---

3. 再议不可变对象

可变对象（如 list）

• 调用方法会直接修改对象自身

a = ['c', 'b', 'a']
a.sort()
a   # ['a', 'b', 'c']，a 被改变

不可变对象（如 str）

• 调用方法不改变原对象，而是返回新对象
• 变量 a 指向对象 'abc'；a.replace('a', 'A') 作用在 'abc' 上，得到新字符串 'Abc' 并返回，a 仍指向 'abc'

a = 'abc'
b = a.replace('a', 'A')
b   # 'Abc'
a   # 'abc'（不变）

记忆：不可变对象调用任意方法都不会改变自身，只会创建新对象并返回。

---

小结

要点	说明
dict	键值存储，查找快；key 必须不可变；用 in 或 get() 防 KeyError
set	无重复 key 集合，无 value；支持 &、| 等集合运算；元素须不可变
不可变对象	str、int、tuple（元素也不可变）可作 dict key 和 set 元素；list 不可
可变 vs 不可变	可变对象方法改自身；不可变对象方法返回新对象，自身不变

思考练习：将 (1, 2, 3) 和 (1, [2, 3]) 分别放入 dict 或 set，观察并解释结果。（提示：后者含 list，不可哈希。）

---