如何使用Python将字典转换为K个大小的字典？

字典是Python中的键-值数据结构，其中键是唯一的，值可以重复或不重复。键和值可以是任何数据类型。在本文中，我们将看到如何使用Python将字典转换为K个大小的字典，这意味着我们将把一个字典分成K个较小的字典，其中K是任何正数，即K>0。

示例：

假设输入的字典是d = {‘a’: 1, ‘b’: 2, ‘c’: 3, ‘d’: 4, ‘e’: 5, ‘f’: 6, ‘g’: 7, ‘x’: 8, ‘y’: 9}

则相应的输出应该是{‘a’: 1, ‘b’: 2, ‘c’: 3}，{‘d’: 4, ‘e’: 5, ‘f’: 6}，{‘g’: 7, ‘x’: 8, ‘y’: 9}

输入的字典d的大小为9，因为有9个键-值对，我们只需将d分成大小为3的3个较小的字典。

方法1：朴素方法

朴素方法一般是解决任何给定问题陈述的最简单或最不复杂的方法，不一定被选择为解决方案。例如，当应用于字典转换时，这可能涉及迭代原始字典中的所有键，并使用基本的索引计算将它们均匀分散到大小为K的字典中。

示例：

def convert_dict_to_k_sized_dicts(dictionary, k):
    result = [{} for _ in range(k)]  # Initialize a list of empty dictionaries    
    keys = list(dictionary.keys())  # Get the keys of the original dictionary
    num_keys = len(keys)    
    for i in range(num_keys):
        key = keys[i]
        value = dictionary[key]    
          # Determine the index of the dictionary to store the key-value pair    
        index = i % k
        # Add the key-value pair to the respective dictionary          
        result[index][key] = value      
    return result
my_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6, 'g': 7,'x':8,'y':9}
k = 3
result = convert_dict_to_k_sized_dicts(my_dict, k)
print(result)

输出

[{'a': 1, 'd': 4, 'g': 7}, {'b': 2, 'e': 5, 'x': 8}, {'c': 3, 'f': 6, 'y': 9}]

方法2：使用itertools.cycle

Python的itertools模块提供了一个函数itertools.cycle()，它可以创建一个迭代器，可以无限循环地遍历可迭代对象的元素。当调用该函数时，它会返回一个迭代器，该迭代器会以循环方式重复返回可迭代对象的元素，简单来说就是一旦到达可迭代对象的末尾，它会从头开始重新开始，因此允许我们在不手动实现循环逻辑的情况下迭代元素。

使用next()函数来获取迭代器的下一个元素。当将迭代器作为参数提供时，它会返回迭代器的下一个元素。每次调用next()函数时，迭代器都会向前移动，同时返回下一个元素。next()函数经常在循环中使用，以遍历迭代器的元素，直到处理完每一个元素为止。当迭代器中没有更多的元素时，调用next()函数会产生一个StopIteration异常，表示迭代结束。

综合起来，itertools.cycle()和next()可以用来创建循环迭代模式。

示例

import itertools

def convert_dict_to_k_sized_dicts(dictionary, k):
    result = [{} for _ in range(k)]    
    keys = list(dictionary.keys())
    num_keys = len(keys)    
    key_cycle = itertools.cycle(range(k))
    for i, key in enumerate(keys):
        value = dictionary[key]
        index = next(key_cycle)
        result[index][key] = value    
    return result
my_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6, 'g': 7, 'x': 8, 'y': 9}
k = 3
result = convert_dict_to_k_sized_dicts(my_dict, k)
print(result)

输出

[{'a': 1, 'd': 4, 'g': 7}, {'b': 2, 'e': 5, 'x': 8}, {'c': 3, 'f': 6, 'y': 9}]

方法3：使用字典推导和enumerate进行操作

字典推导提供了一种在Python中创建紧凑/可读字典的高效方法，而enumerate()提供了一种更简单的方法来遍历可迭代对象并跟踪它们的索引号和内容；返回一个迭代器，它产生索引/值对，可以在迭代过程中方便地访问两个元素。

例子

def convert_dict_to_k_sized_dicts(dictionary, k):
    result = [{} for _ in range(k)]    
    for i, (key, value) in enumerate(dictionary.items()):
        index = i % k
        result[index][key] = value    
    return result

my_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6, 'g': 7, 'x': 8, 'y': 9}
k = 3
result = convert_dict_to_k_sized_dicts(my_dict, k)
print(result)

输出结果

[{'a': 1, 'd': 4, 'g': 7}, {'b': 2, 'e': 5, 'x': 8}, {'c': 3, 'f': 6, 'y': 9}]

方法4：使用列表推导式和切片

通过定义一个表达式并迭代一个或多个可迭代对象，可以使用列表推导式来创建列表。在本例中，列表推导式有助于生成一个字典列表，其中每个字典都是使用字典推导式创建的，该字典推导式迭代一个由切片确定的键和值列表的子集，并在k间隔下选择元素。

例子

def convert_dict_to_k_sized_dicts(dictionary, k):
    keys = list(dictionary.keys())
    values = list(dictionary.values())
    return [{keys[i]: values[i] for i in range(start, len(keys), k)} for start in range(k)]

my_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6, 'g': 7, 'x': 8, 'y': 9}
k = 3
result = convert_dict_to_k_sized_dicts(my_dict, k)
print(result)

输出

[{'a': 1, 'd': 4, 'g': 7}, {'b': 2, 'e': 5, 'x': 8}, {'c': 3, 'f': 6, 'y': 9}]

方法5：使用numpy.array_split

可以使用数据处理模块Numpy的array_split()函数沿指定轴将数组分割成多个子数组。它的输入是一个数组和所需的等大小的分割数，输出是一个子数组的列表。由于我们将把字典分成k个相等的部分，所以这个函数在这种情况下非常有用，因为它消除了任何手动计算或索引的需要。

示例

import numpy as np

def convert_dict_to_k_sized_dicts(dictionary, k):
    keys = list(dictionary.keys())
    values = list(dictionary.values())
    result = []
    for group in np.array_split(range(len(keys)), k):
        sub_dict = {keys[i]: values[i] for i in group}
        result.append(sub_dict)
    return result

my_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5, 'f': 6, 'g': 7, 'x': 8, 'y': 9}
k = 3
result = convert_dict_to_k_sized_dicts(my_dict, k)
print(result)

输出

[{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}, {'d': 4, 'e': 5, 'f': 6}, {'g': 7, 'x': 8, 'y': 9}]

方法6：使用zip和解压

您可以使用解压方法从可迭代对象中删除组件或将变量应用于序列。借助Python方法zip()，可以将多个可迭代对象逐个元素有效地组合成元组。当组合时，zip()和解压功能使得可以同时处理多个可迭代对象的相关项。

示例

def convert_dict_to_k_sized_dicts(dictionary, k):
    keys = list(dictionary.keys())
    values = list(dictionary.values())
    result = [dict(zip(keys[start::k], values[start::k])) for start in range(k)]
    return result

my_dict = {'abb': 1, 'xyz': 2, 'cat': 3, 'dog': 4, 'elephant': 5, 'frog': 6, 'garlic': 7, 'x': 8, 'y': 9}
k = 3
result = convert_dict_to_k_sized_dicts(my_dict, k)
print(result)

输出结果

[{'abb': 1, 'dog': 4, 'garlic': 7}, {'xyz': 2, 'elephant': 5, 'x': 8}, {'cat': 3, 'frog': 6, 'y': 9}]

结论

我们已经介绍了多种将字典转换为大小为k的字典的方法。这些方法包括：使用原始方法；使用 itertools.cycle() ；使用字典推导式； xenumerate() ；利用列表推导式和切片；使用 numpy.array_split() ；最后使用 zip() 和拆包。所有方法的时间复杂度都为O(n)，其中n表示键值对的数量。