三、Python的数据类型

3.2 Python的组合数据类型

3.2.4 字典-映射类型

映射类型是键-值数据项的组合，每一个元素都是一个键-值对，即元素是（key，value），元素之间是无序的，键-值对（key，value）是一种二元关系，源于属性和值的映射关系。
字典是Python中的一种映射类型，用于存储键值对，每个键必须是唯一的，而值可以是任意数据类型，包括整数、浮点数、字符串、列表、甚至是另一个字典。字典是无序的，即字典中的键值对没有固定的顺序。
字典的特点

无序性：字典是无序的，即其元素的排列顺序并不按照添加的顺序进行。
键值对存储：字典的元素是以键值对的形式存储的，其中键（key）是唯一的，并且是不可变的数据类型（如字符串、数字、元组等），而值（value）可以是任意类型的数据。
可变性：字典是可变的，即可以在字典中添加、修改或删除键值对。
高效查找：由于字典使用哈希表实现，因此查找、添加、删除等操作都具有平均情况下接近O(1)的时间复杂度。
无索引：与列表和元组不同，字典不支持通过索引访问元素，而是通过键来访问对应的值。

字典的操作

1. 创建字典
使用花括号 {} 创建：例如 {'name': 'Alice', 'age': 25}
使用 dict() 函数创建：例如 dict(name='Alice', age=25)
从列表的元组对创建：例如 dict([('name', 'Alice'), ('age', 25)])
2. 访问字典中的值
使用方括号 [] 和键来访问值，例如 my_dict['name']
如果访问不存在的键，会触发 KeyError 异常。可以使用 get() 方法来避免异常，并返回指定的默认值。
3. 修改字典
直接对键进行赋值即可修改该键对应的值，例如 my_dict['age'] = 30
4. 添加键值对
如果键不存在于字典中，直接赋值即可添加新的键值对，例如 my_dict['city'] = 'New York'
5. 删除键值对
使用 pop() 方法删除指定键的键值对，并返回该键对应的值，例如 my_dict.pop('name')
使用 del 语句删除指定键的键值对，例如 del my_dict['age']
使用 clear() 方法清空字典中的所有键值对，例如 my_dict.clear()
6. 遍历字典
使用 for 循环遍历字典的键，例如 for key in my_dict:
使用 for 循环遍历字典的键值对，例如 for key, value in my_dict.items():
7. 字典的常用方法
len()：返回字典中键值对的数量。
str()：将字典转换为字符串格式。
type()：返回字典的数据类型。
keys()：返回字典中所有的键。
values()：返回字典中所有的值。
items()：返回字典中所有的键值对。
get()：返回指定键的值，如果键不存在则返回默认值。
setdefault()：如果键在字典中不存在，则设置该键的值；如果键已存在，则不会改变其值。
update()：使用另一个字典的键值对更新当前字典。
这些特点和操作使得字典在Python中成为处理关联数据的强大工具。

3.3 运算符

运算符是告诉程序指定运算操作的符号，是对操作数进行运算，通过运算符可以将两个不同的数据组合起来得到一个运算结果。
Python中的运算符按照不同的功能，分为算术运算符、比较运算符和逻辑运算符。
Python 提供了多种运算符，用于执行各种算术运算、比较、逻辑判断、位运算等。以下是对这些运算符的介绍和示例：

1. 算术运算符
-（取反）：result = -5
+（加法）：result = 2 + 3
-（减法）：result = 5 - 3
*（乘法）：result = 2 * 3
/（除法）：result = 6 / 2
//（整除）：result = 7 // 3 # 结果为 2
%（取模）：result = 7 % 3 # 结果为 1
**（幂运算）：result = 2 ** 3 # 结果为 8
2. 比较运算符
==（等于）：result = (2 == 3) # 结果为 False
!=（不等于）：result = (2 != 3) # 结果为 True
>（大于）：result = (5 > 3) # 结果为 True
<（小于）：result = (2 < 3) # 结果为 True
>=（大于或等于）：result = (5 >= 5) # 结果为 True
<=（小于或等于）：result = (2 <= 3) # 结果为 True
3. 逻辑运算符
and（逻辑与）：result = (True and False) # 结果为 False
or（逻辑或）：result = (True or False) # 结果为 True
not（逻辑非）：result = not False # 结果为 True
4. 位运算符
&（按位与）：result = 5 & 3 # 5（二进制101）和3（二进制011）的按位与结果是1（二进制001）
|（按位或）：result = 5 | 3 # 结果是7（二进制111）
^（按位异或）：result = 5 ^ 3 # 结果是6（二进制110）
~（按位取反）：result = ~5 # 结果取决于整数的大小和系统的位数（对于32位系统，-6）
<<（左移）：result = 2 << 1 # 结果是4（二进制100）
>>（右移）：result = 4 >> 1 # 结果是2（二进制010）
5. 成员运算符
in：检查某个元素是否存在于某个序列中（如列表、元组或字符串）：result = 'a' in 'hello' # 结果为 True
not in：检查某个元素是否不存在于某个序列中：result = 'z' not in 'hello' # 结果为 True
6. 运算符的优先级
Python 中的运算符优先级遵循数学中的常规优先级规则，如括号内的运算优先级最高，幂运算高于乘除和取模，乘除和取模高于加减，然后是比较运算符，接着是逻辑运算符等。可以使用括号来改变默认的优先级。

示例：

python
result = 2 + 3 * 4  # 结果是 14，因为乘法优先于加法  
result = (2 + 3) * 4  # 结果是 20，因为括号改变了优先级
在编写复杂的数学表达式或逻辑表达式时，使用括号可以确保表达式的计算顺序符合你的预期。