Python — это язык программирования, который является одновременно универсальным и мощным. Знание того, как перебирать словари в Python, необходимо каждому разработчику Python.
Тип данных словаря, представляющий собой набор пар ключ-значение, может быть итерирован для изменения и извлечения информации. Словари Python предоставляют несколько методов для итерации по своим элементам, ключам и значениям.
В этой статье мы рассмотрим многочисленные итерационные стратегии для доступа к структуре данных словаря в Python.
Давайте начнем!
Можно ли выполнить итерацию по словарю в Python?
В Python вы можете перебирать словари, используя различные методы. Если вам нужно получить доступ к ключам, значениям или и к тому, и к другому, вы можете использовать цикл for в Python для перебирания словарей.
Цикл for — это простой способ доступа к данным в словаре с использованием очень простого синтаксиса.
Давайте рассмотрим первый способ использования цикла for для перебора ключей и значений словаря.
Как перебирать ключи и значения словаря с помощью цикла For в Python
Словарь Python — это структура данных, которая хранит коллекцию пар ключ-значение. Каждый ключ в словаре уникален и соответствует определенному значению. Цикл for можно использовать для итерации или циклического перебора записей (ключей и значений) в словаре.
Рассмотрим следующий сценарий, в котором учащиеся и их оценки представлены с помощью словаря:
students = {
'John': 85,
'Emily': 92,
'Michael': 78,
'Sarah': 89
}
for student in students:
print(student, students[student])Вот вывод этого кода Python:
John 85
Emily 92
Michael 78
Sarah 89В приведенном выше фрагменте кода у нас есть словарь под названием students, который хранит имена студентов в качестве ключей, а их соответствующие оценки в качестве значений. Их также называют парами ключ-значение.
Чтобы пройтись по словарю и вывести имя каждого студента вместе с его оценкой, мы используем цикл for.
Цикл проходит по ключам словаря, которые являются именами студентов. В каждой итерации он печатает имя студента, за которым следует его оценка.
Используя обозначение students[student], вы можете получить оценку, связанную с каждым студентом в цикле. Это позволяет вам получать доступ и обрабатывать ключи и значения словаря в цикле.
Самый простой подход — это итерация с помощью цикла Python по словарю!
Перебор элементов словаря в Python с использованием dict.items() для получения каждой пары ключ-значение
В Python метод items() — это встроенная функциональность для словарей. Пары ключ-значение из словаря включаются в объект, возвращаемый методом словаря items(). Вы можете использовать этот объект для циклического прохода по словарю и доступа ко всем его ключам и значениям.
Вот пример:
students = {
'John': 85,
'Emily': 92,
'Michael': 78,
'Sarah': 89
}
for name, grade in students.items():
print(name, grade)Вывод:
John 85
Emily 92
Michael 78
Sarah 89В приведенном выше коде у нас есть тот же словарь с именем students, который хранит имена студентов в качестве ключей, а их оценки — в качестве значений.
На этот раз вместо итерации только по ключам словаря мы используем метод items() для итерации по ключам и значениям одновременно. Метод items() возвращает объект, содержащий кортежи пар ключ-значение из словаря.
Цикл проходит по каждой паре ключ-значение в словаре, и для каждой итерации он выводит имя студента (переменная name в цикле for), а затем его оценку (переменная grade).
Ниже вы можете увидеть объект, возвращаемый методом items():
print(students.items())
[output]
dict_items([('John', 85), ('Emily', 92), ('Michael', 78), ('Sarah', 89)])Давайте используем встроенную функцию type(), чтобы подтвердить, что этот объект содержит кортежи Python:
for item in students.items():
print(type(item))
[output]
<class 'tuple'>
<class 'tuple'>
<class 'tuple'>
<class 'tuple'>Используя нотацию students.items(), мы можем получить доступ к ключам и значениям словаря одновременно в цикле.
Цикл по словарю с использованием dict.keys() и dict.values()
Для сценариев, где нам нужно только перебрать ключи или значения по отдельности, мы можем использовать методы keys() или values() соответственно.
students = {
'John': 85,
'Emily': 92,
'Michael': 78,
'Sarah': 89
}
# Iterating through keys
for name in students.keys():
print(name)
# Iterating through values
for grade in students.values():
print(grade)Вот вывод, в котором вы можете увидеть ключи словаря, за которыми следуют его значения:
John
Emily
Michael
Sarah
85
92
78
89В этом фрагменте кода мы демонстрируем, как выполнять итерацию только по ключам словаря и как выполнять итерацию только по значениям.
Для перебора ключей словаря можно использовать метод keys(). Метод keys() возвращает объект, содержащий все ключи в словаре.
Цикл проходит по каждому ключу в словаре и для каждой итерации выводит ключ, представляющий имя студента.
Вот объект, возвращаемый методом keys():
print(students.keys())
[output]
dict_keys(['John', 'Emily', 'Michael', 'Sarah'])Для перебора значений словаря можно использовать метод values(). Метод values() возвращает объект, содержащий все значения в словаре.
Цикл проходит по каждому значению в словаре и для каждой итерации выводит значение, представляющее оценку учащегося.
Давайте посмотрим на объект, возвращаемый методом values():
print(students.values())
[output]
dict_values([85, 92, 78, 89])Используя метод keys(), вы можете перебирать ключи словаря, а используя метод values(), вы можете перебирать значения. Это позволяет получать доступ и обрабатывать ключи или значения по отдельности, в зависимости от ваших конкретных потребностей.
Какой наиболее эффективный метод перебора словаря в Python?
Когда речь идет о производительности, крайне важно измерять и сравнивать время выполнения различных методов итерации по словарю.
Давайте продемонстрируем измерения времени для каждого подхода, используя словарь, содержащий 500 000 элементов.
import time
numbers = {str(i): i for i in range(500000)}
# Using a for loop to iterate through keys
start_time = time.time()
for key in numbers:
pass
end_time = time.time()
for_loop_time = end_time - start_time
# Using the items() method to iterate through keys and values
start_time = time.time()
for key, value in numbers.items():
pass
end_time = time.time()
items_method_time = end_time - start_time
# Using the keys() method to iterate through keys
start_time = time.time()
for key in numbers.keys():
pass
end_time = time.time()
keys_method_time = end_time - start_time
# Using the values() method to iterate through values
start_time = time.time()
for value in numbers.values():
pass
end_time = time.time()
values_method_time = end_time - start_time
print("Execution time for each method:")
print("for loop:", for_loop_time)
print("items() method:", items_method_time)
print("keys() method:", keys_method_time)
print("values() method:", values_method_time)Давайте сравним время выполнения каждого подхода:
Execution time for each method:
for loop: 0.007589817047119141
items() method: 0.013831138610839844
keys() method: 0.007203817367553711
values() method: 0.006747245788574219Приведенный выше код измеряет время выполнения для каждого метода итерации отдельно.
Сначала мы создаем словарь под названием numbers с 500 000 элементов, где ключи — это строки, представляющие числа, а значения — соответствующие числа (целые числа).
Для создания этого словаря мы используем генератор словаря (см. вторую строку кода сразу после оператора импорта).
На основании этих измерений можно сделать вывод, что метод values(), как правило, является самым быстрым подходом для итерации по словарю.
После многократного запуска этого теста вы заметите, что иногда метод keys() работает быстрее, чем метод values().
Однако важно отметить, что разница в производительности между этими методами, как правило, незначительна для словарей такого размера. Выбор метода итерации должен основываться на ваших конкретных требованиях и читаемости вашего кода.
Заключение
Подводя итог, знание того, как итерировать словарь, имеет решающее значение в Python. Мы исследовали три подхода, которые используют различные методы словаря:
- цикл
for - метод
items() - методы
keys()иvalues()
Идеальное решение зависит от варианта использования и структуры данных, но в целом метод items() обеспечивает баланс между скоростью и простотой использования.
Понимание этих стратегий позволяет более эффективно извлекать и обрабатывать данные.
Теперь пришло время применить эти подходы к вашему проекту и посмотреть, какой из них вам больше нравится!
