Python学习之旅—Day04

Posted 2020-10-04

前言：

        前面三篇博客对Python的基础知识点进行了相关总结和整理，今天的博客主要专注于解决前面一些知识点的疑难点，并在此基础上补充一些知识点，以此来加深对相关知识点的理解。

 

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1.列表和字典结合for循环使用时所引发的下标越界和字典大小改变错误。

         我们往往需要结合for循环来遍历列表和字典，然后实现相应的逻辑。但由于列表和字典本身是有大小限制的，我们可以通过len(dict)或者len(list)来获取其长度，如果处理不得当，很容易造成下标越界错误。我们来看看一个实际的需求：已知列表li = [11, 22,33,44,66],要求删除索引值为奇数值的元素，并输出删除后的列表。有很多方法可以实现如上需求，我们来看看如下的几种实现方法：

for i in range(0,len(li)): # 4,0
        del li[i]
print(li)

直接执行如上代码会直接报错：IndexError: list assignment index out of range。刚开始也没注意到这个错误，后面经过仔细分析，才发现里面的道道。来跟随笔者一起来分析下。

i取值可以为0，1，2，3，4，li = [11, 22,33,44,66]。当i = 0时，删除li[0]后的列表为：[22,33,44,66]，此时li的长度为4，此时i+1,遍历li中第二个元素：33，删除元素后的列表变为：

[22,44,66].i继续+1，遍历li中第三个元素：66，删除元素后的列表为：[22,44]。i继续+1，遍历li中第4个元素，此时发现列表中仅剩下2个元素。即使再使用li[3]，此时就会报列表索引越界的错误,我们可以在Pycharm中通过debug来测试我们的想法。

         产生上述错误的原因在于我们忽略了列表是一个可变对象的容器，在我们对原始列表进行删除元素时，它的长度是动态改变的。因此很有可能会导致索引越界的错误。我们再来看卡如下的例子：

li = [11, 22, 33, 44, 66]   # 0, 1, 2, 3, 4
for num in range(0, len(li)):
    if num % 2 == 1:
        del li[num]
print(li)
#运行结果为：[11,33,44]

            上面的代码可以在Pycharm中运行成功，但是运行结果确是错误的，依然是i因为动态删除列表中的元素会导致列表的长度发生变化,虽然没有出现索引下标越界异常，但是执行的结果确是错误的。回到上面题目的需求，我们提供了几种不同的解体思路，最优解当然得用到切片。看看如下几种解法：

li = [11, 22, 33, 44, 66] # 0,1,2,3,4
new_list = []
for i in range(0, len(li)):
    if i % 2 == 0:
        new_list.append(li[i])
print(new_list)

li = [11, 22, 33, 44, 66] # 0,1,2,3,4
for i in range(len(li)-1, -1, -1):
    if i % 2 == 1:
        del li[i]
print(li)

我们可以看到前面两种解法都可以达到目的，优先推荐上面的第一种，因为代码简洁明了，容易明白。但我们还有一个最简单的方法，那就是使用切片，一句话搞定：

li = [11, 22, 33, 44, 66] # 0,1,2,3,4
del li[1::2]
print(li)

 

2.关于元组tuple，这里有一个重要的知识点补充：当元组中的元素只有一个时，无比在元素后面加上逗号，要不然会造成意想不到的错误。我们来用代码说话：

>>> tu = (1,2,3,4,[11,22,33])
>>> print(tu,type(tu))
(1, 2, 3, 4, [11, 22, 33]) <class ‘tuple‘>
>>> tu = (1,)
>>> print(tu,type(tu))
(1,) <class ‘tuple‘>
>>> tu = (1)
>>> print(tu,type(tu))
1 <class ‘int‘>

从代码运行的结果可知，如果元组中的元素只有一个，如果不加逗号，那么它其实相当于一个整数。这点事大家普遍忽略的，无比要记牢。

3.第三点就是关于for循环和字典的遍历一起使用而引发的。

        我们还是来一个实际需求：已知字典dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘y2‘: ‘v2‘, ‘k11‘: ‘v3‘}，现在要求删除字典key中包含字符k的键值对，然后打印输出最终的字典。初学者拿到手，肯定是这样的思路：

dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘y2‘: ‘v2‘, ‘k11‘: ‘v3‘}
for item in dic.keys():
    if ‘k‘ in item:
        del dic[item]
print(dic)

但实际上这样做会报如下的错误：RuntimeError: dictionary changed size during iteration。这是因为我们在字典的遍历过程，删除了字典中的元素，使得字典的大小发生了改变。

这会在Python中引发RuntimeError。所以要想实现上述的需求，这边提供两种解决方法。如下代码：

dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘y2‘: ‘v2‘, ‘k11‘: ‘v3‘, ‘w1‘: ‘y2‘}
dic1 = {}
for item in dic.keys():
    if ‘k‘ in item:
        continue
    else:
        dic1[item] = dic[item]
print(dic1)

这种思路采用的是新建一个字典，将不符合条件的筛选出来，然后打印输出，而不对原始字典做删减操作，以此避免改变原始字典的长度。我们一起来看看第二种解法：

dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘y2‘: ‘v2‘, ‘k11‘: ‘v3‘, ‘w1‘: ‘y2‘}
dic_key_list = []  # 用来存储字典键的集合
for key in dic:
    dic_key_list.append(key)

for row in dic_key_list:
    if ‘k‘ in row:
        del dic[row]
print(dic)

这种思路的出发点也是在不改变字典大小的情况下，对字典进行静态删除。而不是结合for循环对字典进行动态删除，这在Python中是不允许的。作为这种解法，还有一种更加Pythonic的方式，如下：

 

for k in list(dic.keys()):
    if ‘k‘ in k:
        del dic[k]
print(dic)

笔者在学习过程中，曾经碰到如下的解法，通过这种解法引出了for循环和else语句的结合使用，在effective Python这本书中，作者推荐不要这样使用。但是既然作为初学者，我们有必要了解下，代码如下：

 

dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘y2‘: ‘v2‘, ‘k11‘: ‘v3‘, ‘w1‘: ‘y2‘}
while True:
    for k in dic:
        if ‘k‘ in k:
            del dic[k]
            break
    else:
        break
print(dic)

 

要想更好的理解这种思路，建议通过debug去观察，这里主要明白for......else的用法。当k第一次取k11时，删除键值对‘k11‘: ‘v3‘成功后，会执行break语句，跳出里面的for循环。按照正常理解，此时应该继续执行else语句块。但是这里要注意，else语句块要执行，必须等到前面的for循环里面的其他元素遍历完毕后才能够执行。所以通过这种方式，我们可以在遍历字典的情况下，不动态改变字典的长度来达到删除元素的目的，也就相当于我删除完字典中满足条件的一个键值对后，退出for循环，然后再次进入for循环。这就保证了没有动态修改字典的大小。这里主要要明白for.....else语句块的执行流程，如果还不懂，可以在else语句块后面再加一个break，如下：

dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘y2‘: ‘v2‘, ‘k11‘: ‘v3‘, ‘w1‘: ‘y2‘}
while True:
    for k in dic:
        if ‘k‘ in k:
            del dic[k]
            break
    else:
        break
    break
print(dic)
#打印结果：{‘y2‘: ‘v2‘, ‘w1‘: ‘y2‘, ‘k11‘: ‘v3‘}

打印结果与实际不符合，这也就印证for...else的执行流程。

4.关于第四点笔者在这里想探讨的是如何往空字典里面循环加入数据。我们还是来看一个实际需求：有如下值集合 [11,22,33,44,55,66,77,88,99,90,10]，将所有大于 66 的值保存至字典的第一个key中，将小于 66 的值保存至第二个key的值中。即： {‘k1‘: 大于66的所有值, ‘k2‘: 小于66的所有值}.要求：只能创建一个空子典dic={}。

 这个需求实际考察我们如何动态往字典里面添加元素。我们先来看看初学者的做法：

 

li = [11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 90]
dic = {}  # dic = {‘k1‘:[], ‘k2‘:[]}
for i in li:
    if i > 66:
        dic[‘k1‘] = [i, ]
    elif i < 66:
        dic[‘k2‘] = [i, ]
    else:
        continue
print(dic)
#打印结果为：{‘k2‘: [55], ‘k1‘: [90]}

 

很明显上面的结果没有满足我们的需求，通过分析可知，第一步dic[‘k1‘] = [i, ]虽然能够往空子典中加入一个元素，该元素的key为k1,value为一个列表。比如{‘k1‘: [90],}但是第二次如果遍历的元素是88，那么执行dic[‘k1‘] = [i, ]后，我们发现变成了这样：{‘k1‘: [88],}.我们知道，当字典中存在某个key时，如果第二次再往该字典中添加相同key的键值对，那么字典会认为是对这个字典中的key所对应的value值进行了更新。也就是由90变成了88.所以直到我们遍历完所有的元素，最后，列表中只有一个元素。

通过上面的分析可知，关键问题在于解决如何保证key相同，二次也能加进去。最后的思路为：如果key第一次存在，那么直接dic[‘k1‘] = [i, ]，否则我们直接在列表后面添加元素即可。代码如下：

li = [11, 22, 33, 44, 55, 66, 77, 88, 99, 90]
dic = {}  # dic = {‘k1‘:[], ‘k2‘:[]}
for i in li:
    if i > 66:
        if ‘k1‘ not in dic:
            dic[‘k1‘] = [i, ]
        else:
            dic[‘k1‘].append(i)
    elif i < 66:
        if ‘k2‘ not in dic:
            dic[‘k2‘] = [i, ]
        else:
            dic[‘k2‘].append(i)
    else:
        continue
print(dic)

5.关于第五点，这里有一个要注意的地方，就是查看字典中value是否在其中。这涉及到循环遍历字典中的value,同时要主要区别in和==的区别。看如下的代码：

循环实现，检查“v1”是否在字典 dic = {‘k1‘: ‘v1‘,‘k2‘: ‘v2‘} 的值中。初学者的做法往往是这样的：

dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘k2‘: ‘v2‘}
for item in dic.values():
    if ‘v1‘ == item:
        print(‘True‘)
        break
    else:
        print(‘False‘)
#通过执行我们发现结果有时为：True,而有时同时打印False和True.

思考：为什么会遇到这种情况？！究其原因我们发现，由于字典是无序的，所以如果第一次比较的value值是v2,那么它会打印完毕Fasle后，再去拿v1做比较，然后打印True.

如果我们运气好，那么第一次比较的是v1,所以会直接打印False.我们即使将for循环变为 for item in list(dic.values())，即将dic.values封装为一个list,结果也是和上面一样。因为从字典中取value时就具有随机性，不知道先取到哪个。所以list(dic.values())的值有两种情况：[‘v1‘, ‘v2‘]和[‘v2‘, ‘v1‘]。那具体怎么解决呢？主要有两种方法可以解决，一是通过for.....else语句改写代码，如下：

dic = {‘k1‘: ‘v3‘, ‘k2‘: ‘v2‘}
for item in dic.values():
    if ‘v1‘ == item:
        print(‘True‘)
        break
else:
    print(‘False‘)

第二种解法是设置一个标识符，代码如下：

result = False
dic = {‘k1‘: ‘v1‘, ‘k2‘: ‘v2‘}
for item in dic.values():
    if ‘v1‘ == item:
        result = True
        break
print(result)

另外关于本题，要注意的是in和==的区别，例如，如果value中有的值为k111，那么使用in条件判断时，‘k1‘ in k111，则成立。如果我们想判断的是值是否相等，要使用==。

 

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        以上就是第4次博客的主要内容，先暂时讲解这么多！后期会陆续更新和增加！

 

 

 

 

 

　　　 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---恢复内容结束---