python字典一键多值如何遍历

在Python中，使用字典实现一键多值可以通过将值存储为列表、集合或元组来实现。具体实现方法包括：存储值为列表、使用collections.defaultdict、存储值为集合。在遍历时，可以使用for循环、items()方法、以及嵌套循环来遍历字典的键和值。下面我们将详细介绍其中一个方法：使用collections.defaultdict来实现一键多值，并展示如何遍历这种字典。

一、使用collections.defaultdict实现一键多值

Python的collections模块提供了一些有用的数据结构，其中一个是defaultdict。defaultdict是dict的一个子类，可以提供默认值的字典。当访问的键不存在时，defaultdict会自动创建一个默认值对应的条目。

from collections import defaultdict
创建一个defaultdict，默认值为一个空列表
multi_value_dict = defaultdict(list)
添加多个值到同一个键中
multi_value_dict['key1'].append('value1')
multi_value_dict['key1'].append('value2')
multi_value_dict['key2'].append('value3')
multi_value_dict['key2'].append('value4')

二、遍历一键多值的字典

在遍历一键多值的字典时，我们可以使用多种方式来遍历字典的键和值。下面我们将介绍几种常见的遍历方法。

1、使用for循环遍历

我们可以使用最简单的for循环来遍历字典的键和值。

for key in multi_value_dict:
    print(f'Key: {key}')
    for value in multi_value_dict[key]:
        print(f'Value: {value}')

2、使用items()方法遍历

items()方法返回一个视图对象，包含字典的键值对。我们可以使用这个方法来遍历字典的键和值。

for key, values in multi_value_dict.items():
    print(f'Key: {key}')
    for value in values:
        print(f'Value: {value}')

三、存储值为列表

将值存储为列表是一种常见的实现一键多值的方法。在这种方法中，每个键对应一个列表，列表中包含多个值。

multi_value_dict = {
    'key1': ['value1', 'value2'],
    'key2': ['value3', 'value4']
}

这种方法的遍历方式与defaultdict类似。

四、使用集合存储值

集合是一种无序且不重复的元素集合。在某些情况下，使用集合存储值比列表更合适，因为它可以自动去重。

multi_value_dict = {
    'key1': {'value1', 'value2'},
    'key2': {'value3', 'value4'}
}

遍历集合与遍历列表类似：

for key, values in multi_value_dict.items():
    print(f'Key: {key}')
    for value in values:
        print(f'Value: {value}')

五、使用嵌套循环遍历

当字典的值是一个复杂的数据结构（如列表或集合）时，我们可以使用嵌套循环来遍历这些值。

# 使用嵌套字典实现一键多值
multi_value_dict = {
    'key1': {'subkey1': 'value1', 'subkey2': 'value2'},
    'key2': {'subkey3': 'value3', 'subkey4': 'value4'}
}
遍历嵌套字典
for key, sub_dict in multi_value_dict.items():
    print(f'Key: {key}')
    for subkey, value in sub_dict.items():
        print(f'Subkey: {subkey}, Value: {value}')

六、实际应用中的一键多值字典

在实际应用中，一键多值字典可以用于存储和处理复杂的数据结构。例如，在处理数据库查询结果、构建倒排索引、实现多级分类等场景中，一键多值字典非常有用。

1、处理数据库查询结果

假设我们有一个包含学生成绩的数据库表，我们可以使用一键多值字典来存储每个学生的成绩。

from collections import defaultdict
假设查询结果如下
query_results = [
    ('Alice', 'Math', 85),
    ('Alice', 'Science', 90),
    ('Bob', 'Math', 78),
    ('Bob', 'Science', 82)
]
使用defaultdict存储查询结果
student_grades = defaultdict(list)
for student, subject, grade in query_results:
    student_grades[student].append((subject, grade))
遍历学生成绩
for student, grades in student_grades.items():
    print(f'Student: {student}')
    for subject, grade in grades:
        print(f'Subject: {subject}, Grade: {grade}')

2、构建倒排索引

在信息检索和搜索引擎中，倒排索引是一种常见的数据结构。我们可以使用一键多值字典来构建倒排索引，其中每个关键词对应一个文档列表。

from collections import defaultdict
假设有以下文档
documents = {
    'doc1': 'this is a sample document',
    'doc2': 'this document is another sample',
    'doc3': 'sample document is sample'
}
构建倒排索引
inverted_index = defaultdict(list)
for doc_id, content in documents.items():
    words = content.split()
    for word in words:
        inverted_index[word].append(doc_id)
遍历倒排索引
for word, doc_ids in inverted_index.items():
    print(f'Word: {word}')
    print(f'Documents: {doc_ids}')

3、实现多级分类

在多级分类系统中，我们可以使用一键多值字典来存储每个分类及其子分类。

# 使用嵌套字典实现多级分类
categories = {
    'Electronics': {
        'Mobile Phones': ['iPhone', 'Samsung Galaxy'],
        'Laptops': ['MacBook', 'Dell XPS']
    },
    'Home Appliances': {
        'Refrigerators': ['LG', 'Samsung'],
        'Washing Machines': ['Bosch', 'Whirlpool']
    }
}
遍历多级分类
for category, sub_categories in categories.items():
    print(f'Category: {category}')
    for sub_category, items in sub_categories.items():
        print(f'Sub-category: {sub_category}')
        for item in items:
            print(f'Item: {item}')