Python

دیکشنری‌ها در پایتون 

عکس از هادی محمدیان هادی محمدیان ارسال یک ایمیل ۱۴۰۳/۰۶/۲۵آخرین به روز رسانی: 1403/07/01
۰ 17 خواندن این مطلب 9 دقیقه زمان میبرد
دیکشنری‌ها در پایتون 
دیکشنری‌ها در پایتون 

دیکشنری‌ها در پایتون

دیکشنری‌ها در پایتون ساختار داده‌ای بسیار قدرتمندی هستند که برای ذخیره داده‌ها به صورت جفت کلید-مقدار (key-value) به کار می‌روند. هر کلید در یک دیکشنری باید منحصر به فرد باشد و به یک مقدار خاص اشاره می‌کند. این ساختار داده‌ای انعطاف‌پذیر و کارآمد، در بسیاری از برنامه‌های پایتون کاربرد دارد.

ساختار دیکشنری:

یک دیکشنری در پایتون با استفاده از براکت‌های {} تعریف می‌شود. هر جفت کلید-مقدار با یک کاما از هم جدا می‌شود و کلید و مقدار با یک علامت مساوی = به هم مرتبط می‌شوند:

Python
my_dict = {"name": "علی", "سن": ۳۰, "شهر": "تهران"}

در این مثال:

  • name, سن, و شهر کلیدها هستند.
  • علی, ۳۰, و تهران مقادیر مربوط به کلیدها هستند.

روش‌های مختلف ایجاد دیکشنری‌ها در پایتون

دیکشنری‌ها (Dictionaries) در پایتون یکی از ساختارهای داده‌ای بسیار پرکاربرد هستند که برای ذخیره داده‌ها به صورت جفت کلید-مقدار استفاده می‌شوند. در این بخش، روش‌های مختلف ایجاد دیکشنری‌ها را بررسی خواهیم کرد.

۱. ایجاد دیکشنری خالی:

برای ایجاد یک دیکشنری خالی، می‌توانید از دو روش زیر استفاده کنید:

Python
# روش اول:
my_dict = {}

# روش دوم:
my_dict = dict()

۲. ایجاد دیکشنری با مقداردهی اولیه:

برای ایجاد یک دیکشنری با مقادیر اولیه، جفت‌های کلید-مقدار را درون آکولادها قرار می‌دهید:

Python
my_dict = {"name": "علی", "age": ۳۰, "city": "تهران"}

۳. ایجاد دیکشنری از لیست‌های تودرتو:

اگر لیستی از لیست‌های دو عضوی دارید که هر لیست داخلی یک جفت کلید-مقدار را نشان می‌دهد، می‌توانید از تابع dict() برای تبدیل آن به یک دیکشنری استفاده کنید:

Python
my_list = [("name", "علی"), ("age", ۳۰), ("city", "تهران")]
my_dict = dict(my_list)

۴. ایجاد دیکشنری از دیکشنری دیگر:

برای ایجاد یک دیکشنری جدید بر اساس یک دیکشنری موجود، می‌توانید از متد copy() استفاده کنید:

Python
my_dict1 = {"name": "علی", "age": ۳۰}
my_dict2 = my_dict1.copy()

۵. ایجاد دیکشنری با استفاده از دیکشنری درک:

دیکشنری درک (Dictionary Comprehension) روشی کوتاه و قدرتمند برای ایجاد دیکشنری‌ها بر اساس عبارات است:

Python
squares = {x: x*x for x in range(۱۰)}  # ایجاد دیکشنری از اعداد و مربع‌های آن‌ها

۶. ایجاد دیکشنری از فایل:

اگر داده‌های شما در یک فایل متنی ذخیره شده است (مثلاً به فرمت JSON)، می‌توانید با استفاده از کتابخانه‌های مناسب مانند json این داده‌ها را به یک دیکشنری تبدیل کنید:

Python
import json

with open('data.json', 'r') as f:
    data = json.load(f)

نکات مهم:

  • کلیدها باید منحصر به فرد باشند: هر کلید تنها یک بار در یک دیکشنری می‌تواند وجود داشته باشد.
  • کلیدها باید غیرقابل تغییر باشند: معمولاً از رشته‌ها، اعداد صحیح و تاپل‌ها به عنوان کلید استفاده می‌شود.
  • مقادیر می‌توانند از هر نوع داده‌ای باشند: مقادیر یک دیکشنری می‌توانند از هر نوع داده‌ای باشند، حتی خودشان دیکشنری باشند (دیکشنری‌های تو در تو).

مثال جامع:

Python
# ایجاد یک دیکشنری با استفاده از روش‌های مختلف
my_dict1 = {}  # دیکشنری خالی
my_dict2 = {"name": "علی", "age": ۳۰}  # دیکشنری با مقداردهی اولیه
my_list = [("city", "تهران"), ("country", "ایران")]
my_dict3 = dict(my_list)

# ترکیب دیکشنری‌ها
my_dict2.update(my_dict3)

# چاپ دیکشنری نهایی
print(my_dict2)

با استفاده از این روش‌ها، می‌توانید دیکشنری‌هایی با ساختارهای مختلف و پیچیدگی‌های متفاوت ایجاد کنید. انتخاب روش مناسب به نوع داده‌ها و نیازهای برنامه شما بستگی دارد.

 

کار با چندین دیکشنری در پایتون

در پایتون، شما می‌توانید به راحتی با چندین دیکشنری کار کنید و آن‌ها را به روش‌های مختلف ترکیب، مقایسه و دستکاری کنید. این کار در بسیاری از برنامه‌های پیچیده، از جمله پردازش داده‌ها، یادگیری ماشین و وب اسکرپینگ کاربرد دارد.

روش‌های کار با چندین دیکشنری:

۱. ترکیب دیکشنری‌ها:

  • استفاده از متد update(): این متد عناصر یک دیکشنری را به دیکشنری دیگر اضافه می‌کند. اگر کلیدی تکراری وجود داشته باشد، مقدار جدید جایگزین مقدار قبلی می‌شود:

    Python
    dict1 = {'a': ۱, 'b': ۲}
dict2 = {'c': ۳, 'd': ۴}
dict1.update(dict2)
print(dict1)  # خروجی: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

  • **استفاده از عملگر : این روش مشابه متد update() عمل می‌کند:

    Python
    dict1 = {'a': ۱, 'b': ۲}
dict2 = {'c': ۳, 'd': ۴}
dict1 = dict1 | dict2
print(dict1)  # خروجی: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}

۲. مقایسه دیکشنری‌ها:

  • بررسی برابری: برای بررسی اینکه آیا دو دیکشنری برابر هستند یا خیر، از عملگر == استفاده کنید. دو دیکشنری زمانی برابر هستند که کلیدها و مقادیر متناظر آن‌ها یکسان باشد:

    Python
    dict1 = {'a': ۱, 'b': ۲}
dict2 = {'a': ۱, 'b': ۲}
print(dict1 == dict2)  # خروجی: True

  • بررسی اشتراک کلیدها: برای یافتن کلیدهای مشترک بین دو دیکشنری، می‌توانید از مجموعه‌ها (sets) استفاده کنید:

    Python
    dict1 = {'a': ۱, 'b': ۲}
dict2 = {'b': ۲, 'c': ۳}
common_keys = set(dict1.keys()) & set(dict2.keys())
print(common_keys)  # خروجی: {'b'}

۳. ایجاد دیکشنری جدید بر اساس دیکشنری‌های موجود:

  • استفاده از دیکشنری درک: با استفاده از دیکشنری درک می‌توانید دیکشنری جدیدی را بر اساس عبارات ایجاد کنید:

    Python
    dict1 = {'a': ۱, 'b': ۲}
dict2 = {'c': ۳, 'd': ۴}
new_dict = {k: v for k, v in dict1.items() if v > ۱}
print(new_dict)  # خروجی: {'b': 2}

۴. دیکشنری‌های تو در تو: دیکشنری‌ها می‌توانند عناصر دیگر را به عنوان مقدار خود داشته باشند، حتی دیکشنری‌های دیگر. این به شما امکان می‌دهد ساختارهای داده‌ای پیچیده‌تری ایجاد کنید:

Python
users = {
    "user1": {"name": "علی", "age": ۳۰},
    "user2": {"name": "فاطمه", "age": ۲۵}
}

کاربردهای عملی:

  • ذخیره اطلاعات ساخت‌یافته: مثلاً اطلاعات کاربران، محصولات، تنظیمات برنامه
  • مدل‌سازی داده‌های پیچیده: مانند گراف‌ها، درخت‌ها و سلسله مراتب سازمانی
  • پردازش داده‌های JSON: داده‌های JSON به صورت دیکشنری در پایتون بارگذاری می‌شوند
  • ساختارهای داده‌ای در یادگیری ماشین: بسیاری از الگوریتم‌های یادگیری ماشین از دیکشنری‌ها برای نمایش داده‌ها استفاده می‌کنند

نکات مهم:

  • کلیدها باید منحصر به فرد باشند: هر کلید تنها یک بار در یک دیکشنری می‌تواند وجود داشته باشد.
  • کلیدها باید غیرقابل تغییر باشند: معمولاً از رشته‌ها، اعداد صحیح و تاپل‌ها به عنوان کلید استفاده می‌شود.
  • مقادیر می‌توانند از هر نوع داده‌ای باشند: مقادیر یک دیکشنری می‌توانند از هر نوع داده‌ای باشند، حتی خودشان دیکشنری باشند.

 

دسترسی به مقادیر در دیکشنری‌های پایتون

برای دسترسی به یک مقدار خاص در یک دیکشنری پایتون، کافی است کلید مربوطه را داخل براکت‌های مربع قرار دهیم. این عمل مقدار مرتبط با آن کلید را برمی‌گرداند.

مثال:

Python
my_dict = {"name": "علی", "سن": ۳۰, "شهر": "تهران"}
print(my_dict["name"])  # خروجی: علی

در مثال بالا، با نوشتن my_dict["name"]، به مقداری که با کلید “name” مرتبط است (یعنی “علی”) دسترسی پیدا می‌کنیم.

روش‌های دیگر دسترسی به مقادیر:

۱. استفاده از متد get(): اگر کلید مورد نظر در دیکشنری وجود نداشته باشد، استفاده از [] خطا ایجاد می‌کند. برای جلوگیری از این خطا، می‌توان از متد get() استفاده کرد. این متد یک مقدار پیش‌فرض را در صورتی که کلید یافت نشود، برمی‌گرداند:

Python
value = my_dict.get("کشور", "نامشخص")
print(value)  # خروجی: نامشخص (زیرا کلید "کشور" در دیکشنری وجود ندارد)

۲. استفاده از متد items(): متد items() یک شیء دیده‌بانی (view object) برمی‌گرداند که شامل تمام جفت‌های کلید-مقدار دیکشنری است. می‌توان از این شیء برای پیمایش روی تمام عناصر دیکشنری استفاده کرد:

Python
for key, value in my_dict.items():
    print(f"کلید: {key}, مقدار: {value}")

۳. استفاده از متد keys(): متد keys() یک شیء دیده‌بانی برمی‌گرداند که شامل تمام کلیدهای دیکشنری است. می‌توان از این شیء برای دریافت لیستی از کلیدها استفاده کرد:

Python
keys = my_dict.keys()
print(keys)  # خروجی: dict_keys(['name', 'سن', 'شهر'])

۴. استفاده از متد values(): متد values() یک شیء دیده‌بانی برمی‌گرداند که شامل تمام مقادیر دیکشنری است. می‌توان از این شیء برای دریافت لیستی از مقادیر استفاده کرد:

Python
values = my_dict.values()
print(values)  # خروجی: dict_values(['علی', ۳۰, 'تهران'])

نکته مهم:

  • تغییرناپذیری کلیدها: کلیدهای یک دیکشنری باید غیرقابل تغییر باشند. یعنی نمی‌توان از لیست‌ها یا دیکشنری‌های دیگر به عنوان کلید استفاده کرد.
  • ترتیب عناصر: در پایتون نسخه‌های قبل از ۳.۷، ترتیب عناصر در یک دیکشنری تضمین شده نبود. اما از نسخه ۳.۷ به بعد، دیکشنری‌ها ترتیب را حفظ می‌کنند.

مثال عملی:

Python
user_info = {"نام": "حسین", "سن": ۲۵, "شهر": "شیراز"}
print(f"نام کاربر: {user_info['نام']}")
print(f"سن کاربر: {user_info['سن']}")

# بررسی وجود یک کلید
if "کشور" in user_info:
    print(f"کشور کاربر: {user_info['کشور']}")
else:
    print("اطلاعاتی در مورد کشور کاربر موجود نیست.")

با استفاده از این روش‌ها، می‌توانید به راحتی به اطلاعات ذخیره شده در دیکشنری‌های پایتون دسترسی پیدا کنید و آن‌ها را مدیریت کنید.

افزودن یا تغییر مقادیر:

برای افزودن یک جفت کلید-مقدار جدید یا تغییر مقدار یک کلید موجود، به سادگی آن را مانند یک عنصر جدید به دیکشنری اضافه می‌کنیم:

Python
my_dict["کشور"] = "ایران"  # افزودن یک جفت کلید-مقدار جدید
my_dict["سن"] = ۳۱  # تغییر مقدار یک کلید موجود

حذف یک جفت کلید-مقدار:

برای حذف یک جفت کلید-مقدار از دیکشنری، از متد pop() استفاده می‌کنیم:

Python
my_dict.pop("شهر")

بررسی وجود یک کلید:

برای بررسی اینکه آیا یک کلید خاص در دیکشنری وجود دارد یا خیر، می‌توان از عبارت in استفاده کرد:

Python
if "سن" in my_dict:
    print("کلید سن در دیکشنری وجود دارد")

مزایای استفاده از دیکشنری‌ها در پایتون

دیکشنری‌ها (Dictionaries) در پایتون یکی از ساختارهای داده‌ای بسیار قدرتمند و پرکاربرد هستند. این ساختارها به شما اجازه می‌دهند داده‌ها را به صورت جفت کلید-مقدار (key-value) ذخیره کنید. هر کلید باید منحصر به فرد باشد و به یک مقدار خاص اشاره می‌کند.

مزایای اصلی استفاده از دیکشنری‌ها در پایتون عبارتند از:

۱. دسترسی سریع به داده‌ها:

    • استفاده از کلید: با استفاده از کلید، می‌توانید به سرعت به مقدار مرتبط با آن دسترسی پیدا کنید. این ویژگی، دیکشنری‌ها را برای جستجو و بازیابی داده‌ها بسیار کارآمد می‌کند.

۲. انعطاف‌پذیری بالا:

    • انواع داده‌های مختلف: کلیدها و مقادیر در دیکشنری‌ها می‌توانند از انواع داده‌های مختلفی باشند (اعداد، رشته‌ها، لیست‌ها، دیکشنری‌های دیگر و …).
    • تغییرپذیری: می‌توانید به راحتی عناصر جدیدی به دیکشنری اضافه کنید یا مقادیر موجود را تغییر دهید.

۳. ساختار داده‌ای دینامیک:

    • اندازه متغیر: برخلاف لیست‌ها، اندازه دیکشنری‌ها محدود نیست و می‌توانید به تعداد دلخواه جفت کلید-مقدار به آن‌ها اضافه کنید.
    • بدون نیاز به اندیس: نیازی به استفاده از اندیس برای دسترسی به عناصر نیست، بلکه از کلیدها استفاده می‌شود.

۴. کاربرد در ساختارهای داده‌ای پیچیده:

    • گراف‌ها و درخت‌ها: دیکشنری‌ها به عنوان پایه برای پیاده‌سازی ساختارهای داده‌ای پیچیده‌تری مانند گراف‌ها و درخت‌ها استفاده می‌شوند.
    • داده‌های سلسله مراتبی: برای نمایش داده‌های سلسله مراتبی و ساختارهای درختی، دیکشنری‌ها بسیار مناسب هستند.

۵. نمایندگی داده‌های دنیای واقعی:

    • مدل‌سازی اشیاء: بسیاری از اشیاء در دنیای واقعی را می‌توان با استفاده از دیکشنری‌ها مدل‌سازی کرد (مثلاً یک شخص با ویژگی‌های نام، سن، آدرس و …).

۶. استفاده در کتابخانه‌های پایتون:

    • پانداس: برای ایجاد DataFrame‌ها که شبیه به جدول‌های داده‌ای هستند، از دیکشنری‌ها استفاده می‌شود.
    • JSON: داده‌های JSON به صورت دیکشنری در پایتون نمایش داده می‌شوند.

مثال‌های کاربردی:

    • ذخیره اطلاعات کاربران: هر کاربر را می‌توان با یک دیکشنری نمایش داد که شامل اطلاعاتی مانند نام، نام خانوادگی، ایمیل و … است.
    • پیکربندی برنامه‌ها: تنظیمات برنامه‌ها را می‌توان در یک دیکشنری ذخیره کرد.
    • کیشینگ داده‌ها: برای ذخیره نتایج محاسبات قبلی و جلوگیری از محاسبات تکراری، می‌توان از دیکشنری استفاده کرد.
    • ساختارهای داده‌ای در بازی‌ها: برای نمایش موقعیت اشیاء، ویژگی‌های شخصیت‌ها و … در بازی‌ها، از دیکشنری‌ها استفاده می‌شود.

به طور خلاصه، دیکشنری‌ها یکی از ابزارهای قدرتمند و ضروری در برنامه‌نویسی با پایتون هستند. این ساختارها به شما امکان می‌دهند تا داده‌های خود را به شکلی سازمان‌یافته و انعطاف‌پذیر ذخیره و مدیریت کنید.

کاربردهای دیکشنری‌ها در برنامه‌نویسی

دیکشنری‌ها (Dictionaries) در برنامه‌نویسی به عنوان یکی از ساختارهای داده‌ای بسیار قدرتمند و پرکاربرد شناخته می‌شوند. این ساختارها به شما اجازه می‌دهند داده‌ها را به صورت جفت کلید-مقدار (key-value) ذخیره کنید. هر کلید باید منحصر به فرد باشد و به یک مقدار خاص اشاره می‌کند.

کاربردهای اصلی دیکشنری‌ها در برنامه‌نویسی عبارتند از:

۱. ذخیره اطلاعات ساخت‌یافته:

    • اطلاعات کاربران: هر کاربر را می‌توان با یک دیکشنری نمایش داد که شامل اطلاعاتی مانند نام، نام خانوادگی، ایمیل، آدرس و … است.
    • تنظیمات برنامه: تنظیمات مختلف یک برنامه را می‌توان در یک دیکشنری ذخیره کرد.
    • اطلاعات محصولات: مشخصات محصولات مانند نام، قیمت، موجودی و … را می‌توان در یک دیکشنری ذخیره کرد.

۲. پیاده‌سازی کش‌ها:

    • ذخیره نتایج محاسبات قبلی: برای جلوگیری از محاسبات تکراری، می‌توان نتایج محاسبات قبلی را در یک دیکشنری ذخیره کرد و در صورت نیاز به آن‌ها، به جای محاسبه مجدد، از دیکشنری بازیابی کرد.

۳. ساختارهای داده‌ای پیچیده:

    • گراف‌ها و درخت‌ها: دیکشنری‌ها به عنوان پایه برای پیاده‌سازی ساختارهای داده‌ای پیچیده‌تری مانند گراف‌ها و درخت‌ها استفاده می‌شوند.
    • داده‌های سلسله مراتبی: برای نمایش داده‌های سلسله مراتبی و ساختارهای درختی، دیکشنری‌ها بسیار مناسب هستند.

۴. نمایش اطلاعات به صورت ساخت‌یافته:

    • JSON: داده‌های JSON به صورت دیکشنری در پایتون نمایش داده می‌شوند.
    • XML: اطلاعات XML نیز می‌توانند با استفاده از دیکشنری‌ها در پایتون نمایش داده شوند.

۵. پیکربندی برنامه‌ها:

    • پارامترهای ورودی: پارامترهای ورودی یک برنامه را می‌توان در یک دیکشنری ذخیره کرد.
    • تنظیمات سفارشی: تنظیمات سفارشی کاربران را می‌توان در یک دیکشنری ذخیره کرد.

۶. مدل‌سازی اشیاء دنیای واقعی:

    • ویژگی‌های اشیاء: هر شیء را می‌توان با یک دیکشنری نمایش داد که شامل ویژگی‌های آن شیء است.

۷. استفاده در کتابخانه‌های پایتون:

    • پانداس: برای ایجاد DataFrame‌ها که شبیه به جدول‌های داده‌ای هستند، از دیکشنری‌ها استفاده می‌شود.
    • NumPy: برای ایجاد آرایه‌های چندبعدی، از دیکشنری‌ها استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از دیکشنری‌ها در برنامه‌نویسی:

    • دسترسی سریع به داده‌ها: با استفاده از کلید، می‌توانید به سرعت به مقدار مرتبط با آن دسترسی پیدا کنید.
    • انعطاف‌پذیری بالا: دیکشنری‌ها به شما اجازه می‌دهند داده‌های مختلفی از انواع داده‌های مختلف را ذخیره کنید.
    • ساختار داده‌ای دینامیک: اندازه دیکشنری‌ها محدود نیست و می‌توانید به تعداد دلخواه جفت کلید-مقدار به آن‌ها اضافه کنید.
    • بدون نیاز به اندیس: نیازی به استفاده از اندیس برای دسترسی به عناصر نیست، بلکه از کلیدها استفاده می‌شود.

مثال عملی:

Python
# ایجاد یک دیکشنری برای ذخیره اطلاعات یک شخص
person = {
    "نام": "علی",
    "سن": ۳۰,
    "شهر": "تهران",
    "هواپیما": True
}

# دسترسی به یک مقدار خاص
print(person["نام"])  # خروجی: علی

# افزودن یک جفت کلید-مقدار جدید
person["کشور"] = "ایران"

# تغییر مقدار یک کلید
person["سن"] = ۳۱

در کل، دیکشنری‌ها ابزاری قدرتمند و ضروری در برنامه‌نویسی با پایتون هستند. این ساختارها به شما امکان می‌دهند تا داده‌های خود را به شکلی سازمان‌یافته و انعطاف‌پذیر ذخیره و مدیریت کنید.

۵/۵ ( ۳ امتیاز )
عکس از هادی محمدیان هادی محمدیان ارسال یک ایمیل ۱۴۰۳/۰۶/۲۵آخرین به روز رسانی: 1403/07/01
۰ 17 خواندن این مطلب 9 دقیقه زمان میبرد
نمایش بیشتر
عکس از هادی محمدیان

هادی محمدیان

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا