使用字典和显式索引值在Python中创建系列数据结构的解释

在Python中，我们经常需要创建一些复杂的数据结构来存储各种类型的数据。常见的数据结构有列表、元组、集合和字典。在这些数据结构中，字典是最为常用的一种。它能够通过使用键和值来存储和访问数据，并且具有高效的查询和插入操作。

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使用字典

字典是Python中的一种可变容器模型，可以存储任意类型的对象。一个字典可以由多个键和值对组成，其中每个键必须唯一且对应唯一的值。字典可以使用花括号 {} 或者 dict() 函数来创建。

# 创建一个空字典
empty_dict = {}

# 创建一个有数据的字典
name_age = {'Alice': 26, 'Bob': 24, 'Charlie': 32}

# 通过 dict() 函数创建字典
empty_dict_2 = dict()

通过使用键来访问字典中的值，如果键不存在会引发 KeyError 异常。使用 get() 方法可以在键不存在的情况下返回一个默认值。

# 访问字典中的值
print(name_age['Alice'])

# 使用 get 方法
print(name_age.get('Alice', 'Unknown'))
print(name_age.get('David', 'Unknown'))

添加或更新一个键值对时，可以使用字典的 update() 方法或者直接给字典赋值。

# 使用 update 方法添加或更新
name_age.update({'David': 28, 'Alice': 27})
print(name_age)

# 直接赋值添加或更新
name_age['Eva'] = 22
print(name_age)

删除字典中的一个键值对，可以使用 del 关键字或者 pop() 方法。

# 删除键值对
del name_age['Charlie']
print(name_age)

# 使用 pop 方法删除键值对
name_age.pop('David')
print(name_age)

使用显式索引值

在Python中，我们还可以使用显式索引值来访问某个数据结构中的元素。具体来说，可以使用 range() 函数生成一系列数字，再使用 for 循环遍历这些数字，最后通过索引值来访问数据结构中的元素。

# 创建一个列表
numbers = [0, 1, 2, 3, 4]

# 使用索引值访问元素
print(numbers[0])
print(numbers[2])

除了使用数字来访问元素，还可以使用负数和切片操作来获取元素的子集和倒数第 N 个元素。

# 使用负数索引值
print(numbers[-1])
print(numbers[-2])
print(numbers[-3:])

# 使用切片操作
print(numbers[:3])
print(numbers[1:4])

使用字典和显式索引值的实例

下面是一个使用字典和显式索引值来创建一个简单的学生信息系统的例子。

# 创建一个学生信息字典
students = [{'name': 'Alice', 'age': 20, 'gender': 'female', 'major': 'math'},
            {'name': 'Bob', 'age': 21, 'gender': 'male', 'major': 'physics'},
            {'name': 'Cathy', 'age': 19, 'gender': 'female', 'major': 'computer science'}]

# 打印所有学生的年龄和专业
for student in students:
    print("{name} is {age} years old, major in {major}".format(**student))

# 打印学生名字为 Bob 的专业和性别
bob = students[1]
print("Bob is a {gender}, major in {major}".format(**bob))

输出结果为：

“`bash
Alice is 20 years old, major in math
Bob is 21 years old, major in physics
Cathy is 19 yearsold, major in computer science

Bob is a male, major in physics