字典方法

字典对象提供了丰富的方法，用于访问键、值、键值对，以及合并、更新等操作。理解这些方法的区别，尤其是 items() 和 iteritems() 的差异，是写出高效 Python 2 代码的关键。

获取所有键

keys()：返回包含所有键的列表

d = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}
print d.keys()      # ['a', 'c', 'b']（Python 2 中返回列表）

# 可以修改返回的列表，不影响原字典
keys = d.keys()
keys.append("d")
print d             # {'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}，原字典不变

iterkeys()：返回键的迭代器（省内存）

print d.iterkeys()  # <dictionary-keyiterator>

for key in d.iterkeys():
    print key

遍历大字典时，iterkeys() 更优，因为它不创建完整的键列表。

获取所有值

values()：返回包含所有值的列表

d = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}
print d.values()    # [1, 3, 2]

注意：值可以重复，返回的顺序与 keys() 对应。

itervalues()：返回值的迭代器

for val in d.itervalues():
    print val

获取所有键值对

items()：返回包含所有 (key, value) 元组的列表

d = {"a": 1, "b": 2}
print d.items()     # [('a', 1), ('b', 2)]

# 遍历
for key, value in d.items():
    print key, value

iteritems()：返回键值对的迭代器

for key, value in d.iteritems():
    print key, value

iteritems() 是遍历字典的推荐方式，因为它不创建中间列表：

import sys

d = {i: i for i in range(1000000)}

# items() 创建包含 100 万个元组的列表
print sys.getsizeof(d.items())      # 约 40MB

# iteritems() 几乎不占用额外内存
print sys.getsizeof(d.iteritems())    # 约 56 字节

检查键是否存在

d = {"a": 1, "b": 2}

print "a" in d          # True
print "z" in d          # False
print "a" not in d      # False

in 操作在字典中检查键，时间复杂度 O(1)。不要写成 d.keys() 来检查：

"a" in d            # O(1)，直接查哈希表
"a" in d.keys()     # O(n)，先创建列表再线性搜索

更新字典

update(other)：用另一个字典或键值对序列更新当前字典

d1 = {"a": 1, "b": 2}
d2 = {"b": 20, "c": 3}

d1.update(d2)
print d1            # {'a': 1, 'c': 3, 'b': 20}，b 被覆盖

# 也可以用关键字参数
d1.update(d=4, e=5)
print d1            # {'a': 1, 'c': 3, 'b': 20, 'e': 5, 'd': 4}

# 用键值对序列
d1.update([("f", 6), ("g", 7)])

setdefault(key, default)：如果键不存在，设置默认值并返回；如果存在，返回现有值

d = {"a": 1}

print d.setdefault("a", 100)    # 1，键已存在，返回原值
print d.setdefault("b", 2)     # 2，键不存在，设置并返回 2
print d                         # {'a': 1, 'b': 2}

setdefault 常用于初始化计数器或分组：

# 按首字母分组
words = ["apple", "banana", "apricot", "cherry"]
groups = {}
for word in words:
    first = word[0]
    groups.setdefault(first, []).append(word)

print groups        # {'a': ['apple', 'apricot'], 'c': ['cherry'], 'b': ['banana']}

删除操作

pop(key[, default])：删除键并返回值

d = {"a": 1, "b": 2}
val = d.pop("a")
print val           # 1
print d             # {'b': 2}

# 键不存在时
d.pop("z")          # KeyError
d.pop("z", None)    # 返回 None

popitem()：删除并返回任意一个键值对

d = {"a": 1, "b": 2}
item = d.popitem()
print item          # ('a', 1) 或 ('b', 2)，顺序不确定
print d             # 剩一个键值对

在 Python 2 中，popitem() 的"任意"实际上是随机的（取决于哈希表内部状态）。不要依赖它的顺序。

复制字典

d = {"a": 1, "b": [2, 3]}

# 浅拷贝
d2 = d.copy()
d2["a"] = 100
print d["a"]        # 1，不受影响

d2["b"].append(4)
print d["b"]        # [2, 3, 4]，子列表被共享了！

# 深拷贝
import copy
d3 = copy.deepcopy(d)
d3["b"].append(5)
print d["b"]        # [2, 3, 4]，不受影响

方法速查表

方法作用返回类型时间复杂度
keys()所有键列表O(n)
iterkeys()所有键迭代器O(1)
values()所有值列表O(n)
itervalues()所有值迭代器O(1)
items()所有键值对列表O(n)
iteritems()所有键值对迭代器O(1)
get(k, d)安全取值值或默认值O(1)
update(d)批量更新NoneO(len(d))
setdefault(k, d)设置默认值值O(1)
pop(k)删除并返回值O(1)
popitem()删除任意项键值对O(1)
copy()浅拷贝新字典O(n)