Dictionaries - janehlenb/Projektarbeit-ChatGPT-Python GitHub Wiki
Einführung
In diesem Abschnitt lernst du, wie du in Python Daten in einem formatierten und organisierten Format speichern und abrufen kannst. Mit Dictionaries kannst du Daten in Form von Schlüssel-Wert-Paaren speichern. Diese Art der Datenstruktur kann besonders nützlich sein, wenn du große Datenmengen verarbeiten musst, da sie effizienten Zugriff auf Einträge bietet. Am Ende dieses Abschnitts wirst du in der Lage sein, Dictionaries zu erstellen, auf Einträge zuzugreifen, sie zu bearbeiten und vieles mehr!
Theorie
Was sind Dictionaries?
Ein Dictionary ist eine Datenstruktur, die Schlüssel-Wert-Paare speichert. Der Schlüssel ist dabei ein einzigartiger Bezeichner, der auf den Wert verweist. Im Gegensatz zu Listen, bei denen man Elemente über ihre Position in der Liste anspricht, kann man bei Dictionaries auf die Werte über den Schlüssel zugreifen.
Sortiert/Unsortiert
Im Gegensatz zu Listen, die eine geordnete Struktur haben, sind Dictionaries unsortiert. Das bedeutet, dass es keine feste Reihenfolge gibt, in der die Einträge gespeichert werden. Die Einträge werden stattdessen durch ihre Schlüssel referenziert.
Keine Duplikate
Dictionaries erlauben keine Duplikate bei den Schlüsseln. Wenn du versuchst, einen Eintrag mit einem Schlüssel zu erstellen, der bereits im Dictionary existiert, wird der vorherige Eintrag durch den neuen ersetzt.
Erstellen eines Dictionaries
Ein Dictionary kann auf verschiedene Weise erstellt werden, aber die einfachste besteht darin, geschweifte Klammern {} zu verwenden und die Schlüssel-Wert-Paare durch ein Doppelpunkt zu trennen. Die Schlüssel und Werte können verschiedene Datentypen haben. Hier ist ein Beispiel:
my_dict = {"Name": "Max", "Alter": 23, "Hobby": "Schwimmen"}
Der dict() Konstruktor
Du kannst ein Dictionary auch mit dem dict() Konstruktor erstellen. Der Konstruktor kann eine Liste von Schlüssel-Wert-Paaren oder ein anderes Dictionary als Argument entgegennehmen.
# Allgemeines Code-Beispiel
my_dict = dict(Name='Max', Alter=30, Stadt='Berlin')
print(my_dict) # Output: {'Name': 'Max', 'Alter': 30, 'Stadt': 'Berlin'}
Hinzufügen von Einträgen
Wenn du einen neuen Eintrag zu einem Dictionary hinzufügen möchtest, musst du einfach einen neuen Schlüssel-Wert-Paar definieren und ihn dem Dictionary zuweisen.
# Hinzufügen von Einträgen
person = {'name': 'Max', 'age': 25, 'city': 'Berlin'}
person['job'] = 'Developer'
print(person) # Output: {'name': 'Max', 'age': 25, 'city': 'Berlin', 'job': 'Developer'}
Zugriff auf Einträge
Um auf einen Eintrag in einem Dictionary zuzugreifen, kannst du den Schlüssel in eckigen Klammern angeben. Wenn der Schlüssel nicht existiert, erhältst du einen KeyError.
my_dict = {'Name': 'Max', 'Alter': 30, 'Stadt': 'Berlin'}
print(my_dict['Name']) # Output: Max
# KeyError, wenn der Schlüssel nicht existiert
# print(my_dict['job'])
Zugriff auf Schlüssel
Du kannst auch auf alle Schlüssel in einem Dictionary mit der keys() Methode zugreifen.
my_dict = {'Name': 'Max', 'Alter': 30, 'Stadt': 'Berlin'}
print(my_dict.keys()) # Output: dict_keys(['Name', 'Alter', 'Stadt'])
Ändern von Einträgen
Wenn du den Wert eines Eintrags in einem Dictionary ändern möchtest, musst du einfach auf den Schlüssel zugreifen und ihm einen neuen Wert zuweisen.
# Ändern von Einträgen
person = {'name': 'Max', 'age': 25, 'city': 'Berlin'}
person['age'] = 26
print(person) # Output: {'name': 'Max', 'age': 26, 'city': 'Berlin'}
Die update() Methode
Die update() Methode ermöglicht es, ein Dictionary mit den Schlüssel-Wert-Paaren eines anderen Dictionaries oder einer Liste von Schlüssel-Wert-Paaren zu aktualisieren:
my_dict = {"Name": "Max", "Alter": 23, "Hobby": "Schwimmen"}
new_data = {"Alter": 24, "Wohnort": "Berlin"}
my_dict.update(new_data)
print(my_dict)
Löschen von Einträgen
Wenn du einen Eintrag aus einem Dictionary löschen möchtest, kannst du die del Anweisung verwenden. Du gibst einfach den Schlüssel an, der gelöscht werden soll. Zum Beispiel:
person = {"name": "Max", "alter": 30, "stadt": "Berlin"}
del person["stadt"]
print(person) # {"name": "Max", "alter": 30}
In diesem Beispiel wird der Schlüssel "stadt" aus dem person-Dictionary gelöscht.
Die pop() Methode
Die pop() Methode entfernt den Eintrag mit dem angegebenen Schlüssel aus dem Dictionary und gibt dessen Wert zurück. Wenn der Schlüssel nicht im Dictionary vorhanden ist, wird ein KeyError ausgelöst.
Hier ist ein Beispiel, wie du pop() verwendest:
mein_dict = {"Name": "Max", "Alter": 25, "Stadt": "Berlin"}
alter = mein_dict.pop("Alter")
print(mein_dict) # {"Name": "Max", "Stadt": "Berlin"}
print(alter) # 25
In diesem Beispiel wird der Eintrag mit dem Schlüssel "Alter" aus dem Dictionary mein_dict entfernt und sein Wert in der Variable alter gespeichert. Das verbleibende Dictionary wird dann ausgegeben.
Die popitem() Methode
Die popitem() Methode entfernt das letzte Schlüssel-Wert-Paar aus dem Dictionary und gibt es als Tupel zurück. Wenn das Dictionary leer ist, wird ein KeyError ausgelöst.
Hier ist ein Beispiel, wie du popitem() verwendest:
mein_dict = {"Name": "Max", "Alter": 25, "Stadt": "Berlin"}
letztes = mein_dict.popitem()
print(mein_dict) # {"Name": "Max", "Alter": 25}
print(letztes) # ("Stadt", "Berlin")
In diesem Beispiel wird das letzte Schlüssel-Wert-Paar des Dictionaries mein_dict entfernt und als Tupel in der Variable letztes gespeichert. Das verbleibende Dictionary wird dann ausgegeben.
Wenn du alle Einträge aus einem Dictionary entfernen möchtest, kannst du die clear() Methode verwenden:
person.clear()
print(person) # {}
Durch ein Dictionary schleifen
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, durch ein Dictionary zu iterieren und auf dessen Elemente zuzugreifen. Eine Möglichkeit besteht darin, die items() Methode zu verwenden, die eine Liste von Tupeln zurückgibt, wobei jedes Tupel einen Schlüssel und den dazugehörigen Wert enthält. Zum Beispiel:
person = {"name": "Max", "alter": 30, "stadt": "Berlin"}
for key, value in person.items():
print(key + ":", value)
Dies würde folgende Ausgabe erzeugen:
name: Max
alter: 30
stadt: Berlin
Eine andere Möglichkeit besteht darin, nur über die Schlüssel oder nur über die Werte zu iterieren. Dazu kannst du die Methoden keys() und values() verwenden. Zum Beispiel:
for key in person.keys():
print(key)
for value in person.values():
print(value)
Kopieren von Dictionaries
Manchmal musst du ein Dictionary kopieren, um eine unabhängige Kopie des ursprünglichen Dictionarys zu erstellen. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: die copy() Methode und den dict() Konstruktor.
person = {"name": "Max", "alter": 30, "stadt": "Berlin"}
# Mit der copy() Methode
person_copy = person.copy()
# Mit dem dict() Konstruktor
person_copy2 = dict(person)
# Überprüfung der Kopien
print(person == person_copy == person_copy2) # True
Verschachtelte Dictionaries
Es ist möglich, ein Dictionary innerhalb eines anderen Dictionarys zu erstellen. Das kann nützlich sein, wenn du zum Beispiel eine Datenstruktur benötigst, die aus mehreren Ebenen besteht. Hier ist ein Beispiel:
person = {"name": "Max", "alter": 30, "adressen": {"privat": "Hauptstraße 1", "arbeit": "Nebenstraße 2"}}
print(person["adressen"]["privat"]) # Hauptstraße 1
In diesem Beispiel ist das Dictionary "adressen" ein Dictionary, das innerhalb des person-Dictionarys verschachtelt ist. Du kannst auf die Werte innerhalb des verschachtelten Dictionarys zugreifen, indem du den Schlüssel des äußeren Dictionarys gefolgt von dem Schlüssel des inneren Dictionarys angibst.
Länge eines Dictionaries
Die Länge eines Dictionaries gibt die Anzahl der Einträge im Dictionary zurück. Du kannst die Länge eines Dictionaries mit der len() Funktion ermitteln.
my_dict = {'Name': 'Max', 'Alter': 30, 'Stadt': 'Berlin'}
print(len(my_dict)) # Output: 3
Praxis
Aufgabe 1
Erstelle ein Python-Dictionary mit dem Namen "person". Fülle es mit den Schlüssel-Wert-Paaren "name" (string), "alter" (integer) und "wohnort" (string). Gib dann den Namen und das Alter der Person aus.
Musterlösung:
person = {"name": "Max Mustermann", "alter": 30, "wohnort": "Berlin"}
print("Name:", person["name"])
print("Alter:", person["alter"])
Erklärung: Zunächst wird ein leeres Dictionary mit dem Namen "person" erstellt. Dann wird das Dictionary mit den Schlüssel-Wert-Paaren "name", "alter" und "wohnort" gefüllt. Mit den Schlüsseln kann man auf die entsprechenden Werte zugreifen und sie ausgeben.
Aufgabe 2
Erstelle eine Funktion in Python, die ein Dictionary akzeptiert und die Anzahl der Werte zurückgibt, die in dem Dictionary mindestens doppelt vorkommen.
Beispiel: Input: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 2, 'd': 3, 'e': 3, 'f': 3} Output: 2 Erklärung: Die Werte 2 und 3 kommen jeweils mindestens zweimal vor, daher ist die Ausgabe 2.
Musterlösung:
def count_double_values(my_dict):
count = 0
for value in my_dict.values():
if list(my_dict.values()).count(value) >= 2:
count += 1
return count
Erlärung: Zunächst wird eine Variable "count" initialisiert, um zu zählen, wie oft Werte mindestens doppelt vorkommen. Dann wird eine Schleife durch jedes Element in my_dict.values() durchlaufen. In jeder Iteration wird geprüft, ob der Wert mindestens zweimal in my_dict.values() vorkommt. Wenn ja, wird die Zählvariable erhöht. Schließlich wird die Anzahl der doppelt vorkommenden Werte als Ergebnis zurückgegeben.
Fazit
Herzlichen Glückwunsch, du hast den Abschnitt zu Dictionaries erfolgreich abgeschlossen! Du hast gelernt, wie du Daten in einem formatierten und organisierten Format speichern und abrufen kannst. Dictionaries können besonders nützlich sein, wenn du große Datenmengen verarbeiten musst, da sie effizienten Zugriff auf Einträge bieten. Am Ende dieses Abschnittes bist du nun in der Lage, Dictionaries zu erstellen, auf Einträge zuzugreifen, sie zu bearbeiten und vieles mehr. Mit diesem Wissen kannst du jetzt komplexere Python-Anwendungen schreiben und effektiver arbeiten.