Python словари: подробный разбор dict и его возможностей

Расширенные примеры работы со словарями

defaultdict из модуля collections

Автоматически создает значение по умолчанию для отсутствующих ключей. Удобно при группировке данных.

from collections import defaultdict

data = [('a', 1), ('b', 2), ('a', 3)]
grouped = defaultdict(list)
for key, val in data:
    grouped[key].append(val)
print(dict(grouped))  # {'a': [1, 3], 'b': [2]}

{'a': [1, 3], 'b': [2]}

OrderedDict (упорядоченный словарь)

До Python 3.7 словари не гарантировали порядок. OrderedDict сохраняет порядок вставки, а также имеет методы для переупорядочивания (move_to_end).

from collections import OrderedDict

od = OrderedDict()
od['z'] = 1
od['a'] = 2
od['m'] = 3
for k in od:
    print(k, end=' ')  # z a m
print()
od.move_to_end('a')
print(list(od.keys()))  # ['z', 'm', 'a']

Counter для подсчета элементов

Подкласс dict для подсчета повторяющихся объектов. Возвращает частоту элементов.

from collections import Counter

words = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'apple']
cnt = Counter(words)
print(cnt)  # Counter({'apple': 3, 'banana': 2, 'orange': 1})
print(cnt.most_common(2))  # [('apple', 3), ('banana', 2)]

Сортировка словаря

Словари нельзя отсортировать на месте, но можно получить отсортированный список пар или новый упорядоченный словарь.

d = {'c': 3, 'a': 1, 'b': 2}
# по ключам
sorted_by_key = dict(sorted(d.items()))
print(sorted_by_key)  # {'a':1, 'b':2, 'c':3}
# по значениям
sorted_by_val = dict(sorted(d.items(), key=lambda item: item[1]))
print(sorted_by_val)  # {'a':1, 'b':2, 'c':3}

Вложенные словари

Значением может быть другой словарь. Доступ к вложенным данным требует цепочки ключей. get() полезен для безопасного извлечения.

users = {
    'user1': {'name': 'Alice', 'age': 25},
    'user2': {'name': 'Bob', 'age': 30}
}
print(users['user1']['name'])  # Alice

# безопасный доступ
alice = users.get('user1', {}).get('name', 'unknown')
print(alice)  # Alice

Объединение вложенных словарей (глубокое слияние)

Стандартный update не объединяет вложенные словари рекурсивно. Для глубокого слияния требуется кастомная функция или библиотека.

def deep_merge(d1, d2):
    result = d1.copy()
    for key, val in d2.items():
        if key in result and isinstance(result[key], dict) and isinstance(val, dict):
            result[key] = deep_merge(result[key], val)
        else:
            result[key] = val
    return result

a = {'x': 1, 'y': {'a': 10}}
b = {'y': {'b': 20}, 'z': 3}
merged = deep_merge(a, b)
print(merged)  # {'x':1, 'y':{'a':10,'b':20}, 'z':3}

{'x': 1, 'y': {'a': 10, 'b': 20}, 'z': 3}

Копирование словаря (поверхностное и глубокое)

Поверхностная копия (dict.copy() или dict(d)) не копирует вложенные объекты. Для полной независимости используется deepcopy из copy.

import copy

original = {'key': [1, 2, 3]}
shallow = original.copy()
deep = copy.deepcopy(original)
shallow['key'].append(4)
print(original)  # {'key': [1, 2, 3, 4]}
print(deep)      # {'key': [1, 2, 3]}

Словарь и JSON

Модуль json позволяет сериализовать/десериализовать словари (ключи должны быть строками).

import json

data = {'name': 'Иван', 'age': 35, 'languages': ['Python', 'Java']}
json_str = json.dumps(data, ensure_ascii=False)
print(json_str)
# {"name": "Иван", "age": 35, "languages": ["Python", "Java"]}

parsed = json.loads(json_str)
print(parsed['name'])  # Иван

{"name": "Иван", "age": 35, "languages": ["Python", "Java"]}
Иван

Использование ChainMap для объединения множества словарей

ChainMap из модуля collections объединяет несколько словарей в одно представление без копирования. Поиск происходит последовательно.

from collections import ChainMap

defaults = {'color': 'red', 'size': 'medium'}
user_settings = {'color': 'blue'}
combined = ChainMap(user_settings, defaults)
print(combined['color'])  # blue (из user_settings)
print(combined['size'])   # medium (из defaults)

Словарь с вычисляемыми значениями (lazy evaluation)

С помощью defaultdict можно отложить вычисление значения до момента обращения.

from collections import defaultdict
import math

def compute_sqrt(n):
    print(f"Вычисление sqrt({n})")
    return math.sqrt(n)

cache = defaultdict(compute_sqrt)
print(cache[4])  # вычислит и запомнит 2.0
print(cache[4])  # теперь просто вернет 2.0 без вызова функции

Вычисление sqrt(4)
2.0
2.0