Python: 字典与集合
最后更新：2026-09-22
前两课我们学了列表和元组，它们都是"按位置"存取数据的。但现实中我们更多是按"名字"找东西——查字典按词条名找释义，查通讯录按人名找号码。字典（dict）就是干这个用的。集合（set）则是用来做数学上的集合运算。这两个东西在数据处理中非常实用。
1. 字典是什么
字典用花括号 {} 定义，里面是一组键值对（key-value pair），键和值之间用冒号隔开。
PYTHON
# 定义字典
student = {
"name": "Alice",
"age": 20,
"city": "北京"
}
print(student) # {'name': 'Alice', 'age': 20, 'city': '北京'}
print(type(student)) # <class 'dict'>
💡 把字典想象成真实字典： "键"就是词条名，"值"就是词条的解释。你查一个键，立刻拿到对应的值。在字典中查找一个元素的速度非常快——不管字典里有 10 条还是 10 万条数据，速度几乎一样。
(1) 基本操作——增删改查
PYTHON
# 创建字典
user = {}
# 添加/修改键值对
user["name"] = "Alice"
user["age"] = 25
print(user) # {'name': 'Alice', 'age': 25}
# 修改已有键的值
user["age"] = 26
print(user) # {'name': 'Alice', 'age': 26}
# 读取值
print(user["name"]) # Alice
# print(user["email"]) # KeyError！键不存在会报错
# 用 get() 安全读取——不存在时返回默认值
print(user.get("email")) # None——没找到，返回 None
print(user.get("email", "未设置")) # 未设置——指定默认值
# 删除键值对
del user["age"]
print(user) # {'name': 'Alice'}
▶ 示例：学生信息管理（难度⭐）
▶ 试一试运行结果：
TEXT
📖 仅展示
姓名：Bob
学号：2024001
数学成绩：92
电话：未填写
2. 字典的常用方法
(1) 获取所有键、值、键值对
PYTHON
user = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "北京"}
print(user.keys()) # dict_keys(['name', 'age', 'city'])
print(user.values()) # dict_values(['Alice', 25, '北京'])
print(user.items()) # dict_items([('name', 'Alice'), ('age', 25), ('city', '北京')])
# 遍历字典——最常用的方式
for key, value in user.items():
print(f"{key} = {value}")
运行结果：
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📖 仅展示
name = Alice
age = 25
city = 北京
(2) pop() 和 setdefault()
PYTHON
# pop() —— 删除并返回指定键的值
user = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "北京"}
city = user.pop("city")
print(f"删除的城市：{city}") # 删除的城市：北京
print(user) # {'name': 'Alice', 'age': 25}
# pop() 可以指定默认值，避免 KeyError
email = user.pop("email", "无邮箱")
print(email) # 无邮箱——键不存在，返回默认值
# setdefault() —— 如果键存在返回原值，不存在则插入默认值
user = {"name": "Alice"}
result = user.setdefault("age", 18)
print(user) # {'name': 'Alice', 'age': 18}
# 如果键已经存在，setdefault 不会修改
result = user.setdefault("name", "Bob")
print(user) # {'name': 'Alice', 'age': 18}——没变
(3) update() 合并字典
PYTHON
# 合并两个字典
defaults = {"theme": "light", "lang": "zh", "font_size": 14}
custom = {"theme": "dark", "font_size": 16}
defaults.update(custom) # custom 覆盖 defaults 中的同名键
print(defaults) # {'theme': 'dark', 'lang': 'zh', 'font_size': 16}
▶ 示例：单词计数（难度⭐⭐）
▶ 试一试运行结果：
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📖 仅展示
apple: 3次
banana: 2次
orange: 1次
3. 字典的遍历与嵌套
(1) 遍历字典的三种方式
PYTHON
user = {"name": "Alice", "age": 25, "city": "北京"}
# 方式1：遍历键
for key in user: # 等价于 for key in user.keys():
print(f"{key}: {user[key]}")
# 方式2：遍历值
for value in user.values():
print(value)
# 方式3：遍历键值对（最推荐）
for key, value in user.items():
print(f"{key} → {value}")
(2) 嵌套字典——字典的值也可以是字典
PYTHON
# 嵌套字典——存储多个学生信息
students = {
"1001": {"name": "Alice", "scores": [85, 90, 78]},
"1002": {"name": "Bob", "scores": [92, 88, 95]},
"1003": {"name": "Charlie", "scores": [76, 85, 82]},
}
# 遍历嵌套字典
for sid, info in students.items():
name = info["name"]
avg = sum(info["scores"]) / len(info["scores"])
print(f"{sid} {name}：平均分 {avg:.1f}")
运行结果：
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📖 仅展示
1001 Alice：平均分 84.3
1002 Bob：平均分 91.7
1003 Charlie：平均分 81.0
4. 集合是什么
集合（set）用花括号 {} 或 set() 定义，和字典很像但没有值、只有键。集合的特点是：元素唯一、无序。
PYTHON
# 定义集合
fruits = {"苹果", "香蕉", "橘子", "苹果"} # 重复的"苹果"会被自动去重
print(fruits) # {'橘子', '苹果', '香蕉'}——顺序可能不固定
# 用 set() 从列表创建
numbers = set([1, 2, 2, 3, 3, 3])
print(numbers) # {1, 2, 3}——重复元素被去重
# 空集合必须用 set()，不能用 {}（{} 是空字典）
empty_set = set()
print(type(empty_set)) # <class 'set'>
💡 集合的最常用场景就是去重：
list(set(列表)) 可以快速去掉列表中重复的元素。但注意集合是无序的，去重后顺序不保留。
(1) 集合的基本操作
PYTHON
# 添加和删除
s = set()
s.add("苹果")
s.add("香蕉")
s.add("苹果") # 重复添加无效
print(s) # {'苹果', '香蕉'}
s.discard("苹果") # 删除，不存在也不会报错
print(s) # {'香蕉'}
try:
s.remove("不存在") # 会报错！
except KeyError:
print("KeyError: 元素不存在")
5. 集合运算
这是集合最强大的功能——数学上的交集、并集、差集：
PYTHON
a = {1, 2, 3, 4, 5}
b = {4, 5, 6, 7, 8}
# 交集 —— 同时存在于两个集合中的元素
print(a & b) # {4, 5}
print(a.intersection(b)) # 同上
# 并集 —— 两个集合中的所有元素（去重）
print(a | b) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
print(a.union(b)) # 同上
# 差集 —— 在 a 中但不在 b 中的元素
print(a - b) # {1, 2, 3}
print(a.difference(b)) # 同上
# 对称差集 —— 在 a 或 b 中但不同时在两者中
print(a ^ b) # {1, 2, 3, 6, 7, 8}
▶ 示例：用户权限分析（难度⭐⭐⭐）
▶ 试一试运行结果：
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📖 仅展示
普通用户：{'Alice', 'Charlie'}
可用VIP：{'Bob', '孙七'}
被封VIP：{'赵六'}
需通知用户：{'Bob', '赵六', '孙七'}
6. 常见应用场景
- 配置管理：字典存储配置参数（键=设置名，值=设置值），用
get()读取时提供默认值。 - 频率统计：用字典做计数器——每次遇到元素时
dict[key] = dict.get(key, 0) + 1。 - 数据分组：嵌套字典
{"部门": [员工列表]}，按部门归集数据。 - 去重处理：集合自动去重，
list(set(data))快速去重不保留顺序，dict.fromkeys(data)去重保留顺序。 - 权限检查：集合运算判断用户权限——交集查交集权限，差集查缺失权限。
❓ 常见问题
Q 字典和列表什么时候该用哪个？
A 如果你要通过"名字"（键）来查找数据，用字典——比如按学号查学生信息。如果你只需要"按顺序"存取数据，用列表——比如购物车商品列表。字典的查找速度远快于列表——数据量大时（上千条）差距明显。
Q 字典的键有什么限制？为什么列表不能做键？
A 字典的键必须是不可变的——可以是数字、字符串、元组。列表可变，所以不能做键。如果你用列表做键，列表内容一变，字典就找不到这个键了。这和元组可以做键是一个道理——元组不可变，所以安全。
📖 小节
- 字典用
{}定义，存储键值对，通过键快速查找值 - 基本操作：
dict[key]读取/写入、get()安全读取、del删除 - 常用方法：
keys()、values()、items()遍历、pop()删除并返回、update()合并 setdefault()键存在返回值，不存在则插入默认值- 字典的值可以是任何类型，包括列表和字典——实现嵌套结构
- 集合用
{}或set()定义，元素唯一、无序，主要用于去重和数学运算 - 集合运算：
&交集、|并集、-差集、^对称差集
📝 作业
-
基础题（难度⭐）：创建一个字典存储你的个人信息（姓名、年龄、城市、爱好）。用
get()读取"职业"字段（不存在时返回"未填写"）。用items()遍历输出所有键值对。 -
进阶题（难度⭐⭐）：给定一个句子
"hello world hello python world hello"，统计每个单词出现的次数，输出出现次数最多的单词。提示：用字典计数，用max(dict.items(), key=lambda x: x[1])找出最大值。 -
挑战题（难度⭐⭐⭐）：写一个"简易通讯录"程序。用字典存储联系人（姓名 → 电话），支持以下操作：
add Alice 13800138000添加、del Alice删除、find Alice查找、all列出所有联系人。用while True循环，exit退出。提示：用split()解析命令。
