[Python] 关于字典方法 fromkeys() 的踩坑和理解

朱雀 2023-06-09 10:04 160阅读 0赞

fromkeys()方法以序列 seq 中元素做字典的键，value 为字典所有键对应的初始值。  
*语法：  
       dict.fromkeys(seq,value=None)  
参数：  
       seq -- 字典键值列表。  
value -- 可选参数, 设置键序列（seq）对应的值，默认为 None。  
返回值：  
       返回一个新字典。*

\[例\]  
想要创建一个这样的字典：

>>> dict_28star={'青龙': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], \
    '玄武': ['斗', '牛', '女', '虚', '危', '室', '壁'],  \
    '白虎': ['奎', '娄', '胃', '昴', '毕', '参', '觜'],  \
    '朱雀': ['井', '鬼', '柳', '星', '张', '翼', '轸']}
    >>> 
    >>> dict_28star
    {'青龙': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], '玄武': ['斗', '牛', '女', '虚', '危', '室', '壁'], '白虎': ['奎', '娄', '胃', '昴', '毕', '参', '觜'], '朱雀': ['井', '鬼', '柳', '星', '张', '翼', '轸']}

使用方法fromkeys()如下：

1.创建时不赋值，值为None

>>> dict1={}
    >>> seq = ('青龙', '玄武', '白虎','朱雀')
    >>> dict1=dict1.fromkeys(seq)
    >>> dict1
    {'青龙': None, '玄武': None, '白虎': None, '朱雀': None}
    >>>

然后依次赋值，

>>> dict1['青龙']=['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕']
    >>> dict1['玄武']=['斗', '牛', '女', '虚', '危', '室', '壁']
    >>> dict1['白虎']=['奎', '娄', '胃', '昴', '毕', '参', '觜']
    >>> dict1['朱雀']=['井', '鬼', '柳', '星', '张', '翼', '轸']
    >>> dict1
    {'青龙': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], '玄武': ['斗', '牛', '女', '虚', '危', '室', '壁'], '白虎': ['奎', '娄', '胃', '昴', '毕', '参', '觜'], '朱雀': ['井', '鬼', '柳', '星', '张', '翼', '轸']}
    >>>

可以看到得到的是想要的效果，这里顺便查以下4个值对应的内存地址（会发现是不一样的地址），方便稍后比较

>>> for v in dict1.values(): print(id(v))
    
    1533561286792
    1533564252744
    1533561281480
    1533561281096
    >>>

2.创建时赋值，4个键会共用一个值，准确来说是指向同一个位置，可以用id(value)看4个值指向的内存位置，发现是一样的

>>> dict2={}
    >>> dict2=dict2.fromkeys(seq,['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'])
    >>> dict2
    {'青龙': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], '玄武': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], '白虎': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], '朱雀': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕']}
    >>> 
    >>> for v in dict2.values(): print(id(v))
    
    1533561281288
    1533561281288
    1533561281288
    1533561281288
    >>>

尝试更新 '玄武' 键的值，更新成功，查看其内存地址，指向了别处。

>>> dict2['玄武']=['斗', '牛', '女', '虚', '危', '室', '壁']
    >>> dict2
    {'青龙': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], '玄武': ['斗', '牛', '女', '虚', '危', '室', '壁'], '白虎': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕'], '朱雀': ['角', '亢', '氐', '房', '心', '尾', '箕']}
    >>> for v in dict2.values(): print(id(v))
    
    1533561281288
    1533564331336
    1533561281288
    1533561281288
    >>>

用同样的方法可以更新 '白虎' 键的值和 '朱雀' 键的值。

3.看着没什么问题，再玩一玩会发现有坑的，例如我们不想用这种直接赋值的方法改变键的值，就是想用用给append()或者给二级元素一个个赋值的方法呢？下面踩踩坑~

使用 fromkeys() 赋值的列表里只有一个值，创建好字典后再append。这里先考虑 '青龙'，给它的值（一个列表）append第二个元素 '亢'，然后会发现对4个值做了一样的操作。

>>> dict3={}
    >>> dict3=dict3.fromkeys(seq,['角'])
    >>> dict3
    {'青龙': ['角'], '玄武': ['角'], '白虎': ['角'], '朱雀': ['角']}
    >>> dict3['青龙'].append('亢')
    >>> dict3
    {'青龙': ['角', '亢'], '玄武': ['角', '亢'], '白虎': ['角', '亢'], '朱雀': ['角', '亢']}
    >>> for v in dict3.values(): print(id(v))
    
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    >>>

给值（列表）中的元素赋值，4个列表也一起变

>>> dict3['玄武'][0]='斗'
    >>> dict3
    {'青龙': ['斗', '亢'], '玄武': ['斗', '亢'], '白虎': ['斗', '亢'], '朱雀': ['斗', '亢']}
    >>> for v in dict3.values(): print(id(v))
    
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    >>>

对值（列表）使用 pop()，4个列表也一起变

>>> dict3['白虎'].pop()
    '亢'
    >>> dict3
    {'青龙': ['斗'], '玄武': ['斗'], '白虎': ['斗'], '朱雀': ['斗']}
    >>> for v in dict3.values(): print(id(v))
    
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    >>>

将值（列表）清空，4个列表也一起清空

>>> dict3['朱雀'].clear()
    >>> dict3
    {'青龙': [], '玄武': [], '白虎': [], '朱雀': []}
    >>> for v in dict3.values(): print(id(v))
    
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    1533564587528
    >>>

其实道理很简单，上述过程中，4个键的值（列表）所指向的一直是内存中的同一块区域，就像公用的房间，谁装修啊拆墙啊效果大家都看得见~

这个有点类似浅拷贝（传送门 -> Python 直接赋值、浅拷贝和深度拷贝解析  
https://www.runoob.com/w3cnote/python-understanding-dict-copy-shallow-or-deep.html）

所以这时如果直接改变某个键的值，而非给值（列表）中的元素赋值，就不会有这种副作用。如下，改变 '玄武' 的值没有影响到别人，因为其值指向了别处，可以看到它的内存位置更新了，也就是它搬家啦，它在自己的新家里购置家具，曾经的室友当然看不见咯~

>>> dict3['玄武']=['斗', '牛']
    >>> dict3
    {'青龙': [], '玄武': ['斗', '牛'], '白虎': [], '朱雀': []}
    >>> for v in dict3.values(): print(id(v))
    
    1533564587528
    1533564586888
    1533564587528
    1533564587528
    >>>

4.那有什么应对措施吗？

首先想到的就是深拷贝，但是这种方法行不通的，因为地址虽然是新的，但是还是‘玄武’一个房间，其它三人一个房间。上文提到的“类似浅拷贝”是指，这4个列表之间的关系类似浅拷贝，把整个字典深拷贝是不能解决这个问题的。

>>> import copy
    >>> dict4=copy.deepcopy(dict3)
    >>> for v in dict4.values(): print(id(v))
    
    1533564585992
    1533561287368
    1533564585992
    1533564585992
    >>>

害，其实这样创建字典不也挺麻烦吗？还不如像开头那样直接创建字典 dict\_28star并同时赋值，或者像1或2那样给键的值直接赋值，省事、快捷、不留坑。

或者用个循环咯，四个人一人一屋，互不影响

>>> seq
    ('青龙', '玄武', '白虎', '朱雀')
    >>> dict5={key: [] for key in seq}
    >>> for v in dict5.values(): print(id(v))
    
    1533564597192
    1533564597000
    1533564596744
    1533564331720
    >>>

所以目前看来 dict.fromkeys() 应该是适合那些字典中的值要保持一致的情况吧。比如吃火锅，大家点的东西都会在锅里或者即将在锅里哈哈哈~