Python 辞書 – 知っておくべきことすべて

Python 辞書は非常に便利なデータ構造であり、プログラミングの作業中に頻繁に使用することになります。キーをそれぞれの値にマッピングする独自の機能により、複雑なデータセットを管理する際の高速かつ効率的なアクセスと簡素化されたコードが可能になります。

Python 辞書は本質的には連想配列の実装です。これらは、キーと値のペアの形式でデータを保存および操作するための柔軟かつ効率的な方法を提供します。

これらは非常に多用途であり、重複キーを許可することなく、変更可能で順序付けられたコレクションに対応できます。

この記事でPython辞書について詳しく説明すると、Python 辞書がデータを整理してアクセスするための強力なツールであることがわかります。

したがって、プロジェクトでPython辞書の可能性を最大限に引き出すために、Python 辞書の詳細を必ず理解してください。

目次

• Python 辞書を理解する
• Python 辞書を作成する方法
  • 中括弧の使用
  • 辞書コンストラクターの使用
• 辞書要素にアクセスする方法
  • キーの使用
  • Getメソッドの使用
• 辞書要素を変更する方法
  • 新しい要素の追加
  • 既存の要素の更新
• 辞書要素の削除
  • キーワードの削除
  • クリアメソッド
• 一般的な辞書メソッドにはどのようなものがありますか?
  • キー
  • 価値観
  • アイテム
  • アップデート
  • ポップ
  • ポピテム
• Python 辞書の使用
  • 辞書のループ
  • 辞書内包表記とは何ですか?
  • ネストされた辞書とは何ですか?
• 一般的な辞書の使用例

Python 辞書を理解する

Pythonの辞書は、キーと値のペアのコレクションを保存できる強力で柔軟なデータ構造です。辞書は、キーを対応する値にマップして、特定の識別子に関連する情報を簡単に取得できるようにする方法であると考えてください。

辞書を作成するには、キーと値のペアのコンマ区切りリストを中括弧 ( { } ) で囲みます。例えば：

your_dict = {"key1": "value1", "key2": "value2", "key3": "value3"}

Python の辞書は変更可能であることに注意してください。つまり、作成後にその内容を変更できます。キーと値のペアを追加または更新するには、次の構文を使用します。

your_dict["new_key"] = "new_value"

#You can also update an old key's value
your_dict["old_key"] = "new_value"

辞書内の値にアクセスする場合、必要なのはキーのみです。

value = your_dict["key1"]

辞書に存在しないキーにアクセスしようとすると、KeyError が発生します。これを回避するには、get() メソッドを使用します。

value = your_dict.get("non_existent_key", "default_value")

覚えておく必要があるのは、Python 辞書には重複キーを含めることはできないということです。各キーは一意であり、不変のデータ型である必要があります。

たとえば、タプル、文字列、整数、さらにはブール値をキーに使用できます。ただし、リスト、辞書、セットは使用できません。

値にはそのような制限はありません。可変データ型と不変データ型の両方を使用できます。

辞書から要素を削除するには、delキーワードを使用します。

del your_dict["key1"]

また、コンテンツを反復処理するためのメソッドもいくつか提供されています。たとえば、辞書のキー、値、またはその両方をループできます。

for key in your_dict.keys():
    print(key)

for value in your_dict.values():
    print(value)

for key, value in your_dict.items():
    print(key, value)

これらの辞書メソッドとテクニックを使用して、 Pythonで作業しながらデータを効率的に保存、取得、操作できるようになりました。

Python 辞書を作成する方法

Python 辞書を作成するには、主に 2 つの方法があります。中括弧を使用する方法とdict()コンストラクターを使用する方法です。

中括弧の使用

辞書を作成する方法の 1 つは、中括弧 ( {} ) を利用することです。空の辞書を初期化するには、empty_dict = {}を使用するだけです。

キーと値のペアを含むディクショナリを作成するには、キーと値をコロンで区切ります。次に、各ペアをカンマで区切ります。

python_dict = {
    'key1': 'value1',
    'key2': 'value2',
    'key3': 'value3'
}

この形式を使用して、3 つのキーと値のペアを含む Python 辞書を作成しました。キーは一意である必要がありますが、ディクショナリ値は複製できることに注意してください。

辞書コンストラクターの使用

Python 辞書を作成するもう 1 つの方法は、dict()コンストラクターを使用することです。空の辞書を作成するには、単に引数なしでこの関数を呼び出します: empty_dict = dict()。

dict()コンストラクターを使用して辞書を作成するには、次の構文を使用できます。

python_dict = dict(
    key1='value1',
    key2='value2',
    key3='value3'
)

このメソッドは、3 つのキーと値の要素を含む Python 辞書も作成します。中括弧メソッドとは異なり、dict()コンストラクターではキーを引用符で囲む必要がないことに注意してください。

ただし、辞書の値は引用符で囲む必要があります。

Python 辞書を作成する 2 つの方法を理解したので、それらをコードに実装し、アプリケーションでその強力な機能を利用できるようになります。

辞書要素にアクセスする方法

このセクションでは、辞書内の要素にアクセスするさまざまな方法について学びます。ディクショナリはデータをキーと値のペアで保存し、それぞれのキーを使用して各ディクショナリ値にアクセスできます。

ここでは、キーを使用する方法とgetメソッドという2 つの一般的な方法について説明します。

キーの使用

辞書要素にアクセスする最も簡単な方法の 1 つは、キーを使用することです。特定の辞書キーの値を取得するには、辞書名の横にある角括弧内にキーを入力します。

my_dict = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
name_value = my_dict['name']

phone_value = mydict['phone-number']

この例では、name_valueには文字列'John'が格納されます。存在しないキーにアクセスしようとすると、Python はKeyErrorを発生させることに注意してください。

Getメソッドの使用

キーを直接使用する代わりにget()メソッドを使用すると、KeyError が発生するリスクなしに辞書要素にアクセスできます。代わりに、指定されたキーが見つからない場合、 getメソッドはデフォルト値を返します。

my_dict = {'name': 'John', 'age': 30, 'city': 'New York'}
name_value = my_dict.get('name', 'Key not found')
country_value = my_dict.get('country', 'Key not found')

この例では、「name」キーが辞書に存在するため、 name_value には前と同様に文字列「 John 」が格納されます。ただし、「 country」キーが辞書に存在しないため、country_value にはデフォルト値「Key not found」が格納されます。

get ()メソッドを使用すると、欠落しているキーを適切に処理できるため、辞書要素にアクセスするためのより柔軟な方法が提供されます。要件と、存在しないキーが発生する可能性に応じて、どちらの方法を使用するかを選択できます。

辞書要素を変更する方法

このセクションでは、Python 辞書内の要素を変更する方法を学習します。これを実現するには、新しい要素の追加と既存の要素の更新という 2 つの主な操作があります。

これらの方法は両方とも、辞書の正確さと有用性を維持するのに役立ちます。それらを見てみましょう:

1. 新しい要素の追加

新しい要素を辞書に追加するのは簡単です。これを行うには、次のように代入演算子を使用して新しいキーと値のペアを指定します。

your_dict = {"key1": "value1", "key2": "value2"}
your_dict["new_key"] = "new_value"

上記のコード スニペットを実行すると、辞書に新しいペアが含まれるようになります。

{"key1": "value1", "key2": "value2", "new_key": "new_value"}

ディクショナリのupdate()メソッドを使用して、複数のキーと値のペアを一度に追加することもできます。

new_elements = {"key3": "value3", "key4": "value4"}
your_dict.update(new_elements)

これで、辞書には次のエントリが含まれるようになります。

{"key1": "value1", "key2": "value2", "key3": "value3", "key4": "value4"}

1. 既存の要素の更新

既存の要素の値を更新するには、キーを参照し、それに新しい値を割り当てるだけです。

your_dict["key1"] = "updated_value1"

この変更により、次の辞書が作成されます。

{"key1": "updated_value1", "key2": "value2", "key3": "value3", "key4": "value4"}

複数の要素を一度に更新する必要がある場合は、update()メソッドを再度使用します。これを使用するには、必要な変更を含む新しい辞書を渡します。

たとえば、updates ディクショナリの値を使用して your_dict ディクショナリを更新してみましょう。

updates = {"key2": "updated_value2", "key4": "updated_value4"}
your_dict.update(updates)

これらの更新を適用すると、your_dict 辞書は次のようになります。

{"key1": "updated_value1", "key2": "updated_value2", "key3": "value3", "key4": "updated_value4"}

これらの操作は、データ構造を最新かつ正確に保つことができるため、作業時に不可欠なツールです。

辞書要素の削除

このセクションでは、Python で辞書要素を削除する 2 つの一般的な方法、 delキーワードとclear()メソッドについて説明します。

1. キーワードの削除

del キーワードは、辞書から特定のキーと値のペアを削除するために使用されます。これはインプレースで動作し、キーが辞書に存在しない場合は KeyError を生成します。要素を削除するには、次の構文を使用します。

del my_dict[key]

たとえば、my_dict という名前の辞書から「 brand 」というキーを削除する場合は、次のように記述します。

del my_dict["brand"]

del キーワードを使用する前に、キーが辞書に存在することを確認することをお勧めします。これを行うには、キーが辞書にあるかどうかを確認します。

if "brand" in my_dict:
    del my_dict["brand"]

1. クリアメソッド

The clear() method is another way to delete dictionary elements. This method removes all dictionary keys and values in one operation, resulting in an empty dictionary.

To use the clear() method on your dictionary, simply call it. For example, if you have an existing dictionary named my_dict and you want to remove all its contents, you would write:

my_dict.clear()

In conclusion, you have learned two methods to delete elements from a Python dictionary: the del keyword for removing individual key-value pairs and the clear() method for emptying an entire dictionary.

What Are Some Common Dictionary Methods?

In this section, we will explore some common Python dictionary methods. These built-in methods will help you manipulate and modify dictionaries to suit your needs.

Keys

To retrieve all the keys from your dictionary, you can use the keys() method. This will return a view object containing all the dictionary’s keys.

For example:

your_dict = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
key_view = your_dict.keys()
print(key_view)
# Output: dict_keys(['a', 'b', 'c'])

Values

Similarly, the values() method allows you to obtain all the values stored in the dictionary. This is also presented as a view object.

For instance:

value_view = your_dict.values()
print(value_view)
# Output: dict_values([1, 2, 3])

Items

If you need to access both keys and values simultaneously, use the items() method. This returns a view object containing key-value pairs in the form of tuples.

Let’s look at an example:

item_view = your_dict.items()
print(item_view)
# Output: dict_items([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

Update

The update() method allows you to modify your dictionary by adding or updating key-value elements. To use the method, you have to provide a dictionary as an argument.

To merge two dictionaries or update specific keys, use this method:

your_dict.update({'d': 4, 'e': 5})
print(your_dict)
# Output: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5}

Pop

Pop() メソッドを使用すると、辞書から特定の項目を削除できます。これを使用するには、削除するキーをメソッドの引数として指定します。

このメソッドは、指定されたキーに関連付けられた値を返し、それを辞書から削除します。

removed_value = your_dict.pop('a')
print(removed_value)
# Output: 1
print(your_dict)
# Output: {'b': 2, 'c': 3, 'd': 4, 'e': 5}

ポピテム

Popitem ()メソッドは、ディクショナリ内の最後のキーと値のペアを削除します。削除されたキーと値を含むタプルを返します。例えば：

removed_item = your_dict.popitem()
print(removed_item)
# Output: ('e', 5)
print(your_dict)
# Output: {'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

これらの方法を使用すると、辞書を効果的に管理および操作して、さまざまなタスクを実行できます。

Python 辞書の使用

このセクションでは、辞書のループ、辞書内包表記の使用、ネストされた辞書の操作など、辞書を操作するためのさまざまなテクニックを学習します。

辞書のループ

ディクショナリをループするには、組み込みメソッドitems()を使用してキーと値のペアを反復処理します。これにより、キーと値の両方に対して読みやすく効率的な方法で操作を実行できるようになります。

以下に例を示します。

my_dict = {"apple": 1, "banana": 2, "cherry": 3}

for key, value in my_dict.items():
    print(key, value)

あるいは、keys() メソッドとvalue()メソッドを使用して、辞書のキーまたは値のいずれかを排他的に反復処理することもできます。

辞書内包表記とは何ですか?

辞書内包表記は、1 行のコードを使用して辞書を作成する簡潔な方法です。これらはリスト内包表記に似ていますが、代わりに辞書を使用します。

以下は、1 から 5 までの数値を二乗する辞書内包表記の例です。

squared_numbers = {num: num**2 for num in range(1, 6)}

辞書の内包表記は、辞書のフィルタリングや値の変換などのタスクに非常に役立ちます。

ネストされた辞書とは何ですか?

ネストされた辞書は、他の辞書を値として含む辞書です。これらは、複雑な階層データ構造を表すために使用できます。

ネストされた辞書の例を次に示します。

nested_dict = {
    "person1": {"name": "Alice", "age": 30},
    "person2": {"name": "Bob", "age": 24}
}

ネストされた辞書内の要素にアクセスするには、複数のインデックスを使用します。

name_p1 = nested_dict["person1"]["name"]

必要に応じて、ネストされた辞書内の要素をさらに編集または操作できます。複雑なネストされた辞書を使用する場合は、混乱やエラーを避けるためにキーとネスト レベルを必ず記録してください。

一般的な辞書の使用例

Python 辞書は多用途であり、さまざまなデータ型を整理して管理できます。このセクションでは、辞書の一般的な使用例をいくつか取り上げます。これにより、理解が深まり、プロジェクトに効果的に実装できるようになります。

1.キーと値のデータの保存: 辞書は、ユーザー名とユーザー情報、製品 ID と製品の詳細など、一意のキーと関連する値を持つデータを保存するのに最適です。

{
  "username1": {"name": "Alice", "email": "[email protected]"},
  "username2": {"name": "Bob", "email": "[email protected]"}
}

この例は、Python を使用して LuckyTemplates で Google ニュース アグリゲーターを構築する方法に関するビデオで見ることができます。

https://youtu.be/InsDb_DR15E

このビデオでは、辞書を使用して、GoogleNews API 呼び出しから取得したデータ値を保存します。

2.出現回数のカウント: 辞書を使用して、文書内の単語の頻度などの項目の出現回数をカウントできます。キーを使用して一意の項目を表し、値を使用して数を示すことで、このようなデータを効果的に管理できます。

面白いことに、 Python Collections モジュールのCounter クラスを使用してこれを行うことができます。これは、順序なしリストを受け取り、各一意の要素をキーとして、その頻度をそれぞれの値として含む辞書を返します。

3.キーを複数の値にマッピングする: 各辞書キーに複数の値を保存する必要がある場合は、リストまたはセットを辞書内の値として使用できます。

{
  "fruits": ["apple", "banana", "mango"],
  "vegetables": ["carrot", "broccoli", "spinach"]
}

4.計算結果のキャッシュ: 辞書は、負荷の高い操作の結果をキャッシュするために使用できます。これは、冗長な計算を避けるために計算結果を保存するメモ化手法や動的プログラミングで特に役立ちます。

5.逆索引の作成: 検索エンジンなどの場合、各検索用語をその用語を含むリソースのリストにマップする逆索引が必要になる場合があります。辞書を使用すると、このデータを効率的に保存できます。

{
  "python": ["resource1", "resource3"],
  "dictionary": ["resource2", "resource3", "resource4"]
}

これらは、Python 辞書の能力と多用途性を示すほんの数例です。これらの使用例とその応用を理解することで、辞書の可能性を最大限に活用して、プログラミング タスクのための効率的なソリューションを構築できます。