【導(dǎo)語(yǔ)】：本文介紹了Bi-Dictionary 庫(kù)，即“Bi-directional Dictionary”雙向字典，顧名思義，該庫(kù)基于Python中的字典增加了由“值”訪問(wèn)鍵的功能，開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)值來(lái)反向查找鍵，使得處理字典更加方便。同時(shí)，該庫(kù)也引起了 Python 之父 Guido 的注意，因此，很有必須學(xué)習(xí)Bi-Dictionary 庫(kù)。

簡(jiǎn)介

字典是Python中最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一，在日常開(kāi)發(fā)中使用的頻率很高。字典由一些鍵值對(duì)構(gòu)成，我們只能通過(guò)鍵訪問(wèn)值，但是無(wú)法通過(guò)值訪問(wèn)鍵。目前有一個(gè)第三方庫(kù)很好的解決了這個(gè)問(wèn)題 - Bi-Dictionary，通過(guò)使用它，我們可以由值訪問(wèn)鍵。該庫(kù)甚至引起了 Python 之父 Guido 的注意，因此這一特性未來(lái)可能會(huì)被加入到Python語(yǔ)法中。

安裝

我們可以使用pip安裝bidict庫(kù)：

pipinstallbidict

隨后，需要導(dǎo)入該庫(kù)才能使用：

frombidictimportbidict

簡(jiǎn)單使用

初步使用

我們首先通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)字典，該字典的鍵為國(guó)家的簡(jiǎn)稱，值為國(guó)家的全名，再用bidict初始化這個(gè)字典：

country_abbr_bidict = bidict({'USA': 'The United States of America'})

這樣，我們只需要使用inverse()方法，就可以通過(guò)國(guó)家全稱獲取國(guó)家簡(jiǎn)稱了：

frombidictimportbidict
country_abbr_bidict=bidict({'USA':'TheUnitedStatesofAmerica'})
shortName=country_abbr_bidict.inverse['TheUnitedStatesofAmerica']
print(shortName)

結(jié)果為：USA

我們可以對(duì)比下原字典和反轉(zhuǎn)后的區(qū)別：

frombidictimportbidict
country_abbr_bidict=bidict({'USA':'TheUnitedStatesofAmerica'})
print(country_abbr_bidict)
print(country_abbr_bidict.inverse)

結(jié)果顯示，inverse()方法反轉(zhuǎn)了原字典的鍵值位置：

bidict({'USA':'TheUnitedStatesofAmerica'})
bidict({'TheUnitedStatesofAmerica':'USA'})

為何不使用Python的字典呢？

我們也可以在字典中把鍵值互換，再存儲(chǔ)一份數(shù)據(jù)，這樣也能實(shí)現(xiàn)與bidict相同的效果。我們來(lái)嘗試一下：

country_abbr_dict={
'USA':'TheUnitedStatesofAmerica',
'TheUnitedStatesofAmerica':'USA'
}

如果我們想把USA更新成US，可以使用update()方法，像下面這樣：

country_abbr_dict.update({
'US':'TheUnitedStatesofAmerica',
'TheUnitedStatesofAmerica':'US'
})

這似乎看起來(lái)很完美，但是字典仍然保留了原來(lái)的數(shù)據(jù)：

frombidictimportbidict
country_abbr_dict={
'USA':'TheUnitedStatesofAmerica',
'TheUnitedStatesofAmerica':'USA'
}
country_abbr_dict.update({
'US':'TheUnitedStatesofAmerica',
'TheUnitedStatesofAmerica':'US'
})
print(country_abbr_dict)

在結(jié)果中我們可以看到USA也在字典中：

{'USA': 'The United States of America', 'The United States of America': 'US', 'US': 'The United States of America'}

為了避免這個(gè)問(wèn)題，只能定義一個(gè)函數(shù)：

defupdate(d,key,val):
oldval=d.pop(key,object())
d.pop(oldval,None)
oldkey=d.pop(val,object())
d.pop(oldkey,None)
d.update({key:val,val:key})

country_abbr_dict={
'USA':'TheUnitedStatesofAmerica',
'TheUnitedStatesofAmerica':'USA'
}
update(country_abbr_dict,'US','TheUnitedStatesofAmerica')
print(country_abbr_dict)

這樣就可以成功更新字典了：

{'US': 'The United States of America', 'The United States of America': 'US'}

如果使用Bidict，就非常簡(jiǎn)單了：

country_abbr_bidict.inverse['TheUnitedStatesofAmerica']='US'
print(country_abbr_bidict)

bidict({'US': 'The United States of America'})

Bidict用起來(lái)，明顯更方便！

Bidict的其他用途

在查找值之前，傳入默認(rèn)值

Bidict繼承了Python字典中的大部分特性。例如，當(dāng)我們想要通過(guò)鍵訪問(wèn)bidict中的某個(gè)值時(shí)，可以傳入一個(gè)默認(rèn)值。這樣，如果bidict中沒(méi)有該值，就會(huì)將默認(rèn)值作為結(jié)果返回。

frombidictimportbidict
country_abbr_bidict=bidict({
'US':'TheUnitedStatesofAmerica',
})
print(country_abbr_bidict.get('AU','Australia'))

結(jié)果就是我們傳入的默認(rèn)值：Australia

加入新的鍵值對(duì)

Bidict加入新鍵值對(duì)的方式與Python的原生字典一樣，我們來(lái)試試：

frombidictimportbidict
country_abbr_bidict=bidict({
'US':'TheUnitedStatesofAmerica',
})
country_abbr_bidict['AU']='Australia'
country_abbr_bidict['CA']='Canada'
print(country_abbr_bidict)

結(jié)果為：

bidict({'US': 'The United States of America', 'AU': 'Australia', 'CA': 'Canada'})

檢驗(yàn)Bidict中是否有某個(gè)特定值

(1)我們可以使用in關(guān)鍵字來(lái)檢查Bidict中是否有CA:

'CA' in country_abbr_bidict

我們可以得到一個(gè)布爾值，表示該鍵是否存在于Bidict中：True

(2)同樣我們也可以檢查Bidict中是否有某個(gè)值，

'Australia' in country_abbr_bidict.inverse

結(jié)果顯示Bidict中有該值：True

Pop and Delete方法

除了上述特性外，我們還可以使用Pop and Delete方法。

（1）pop()方法可以從Bidict中彈出鍵值對(duì)

country_abbr_bidict.pop('AU')

會(huì)返回該鍵對(duì)應(yīng)的值：Australia

我們?cè)倏纯碆idict：country_abbr_bidict

發(fā)現(xiàn)里面沒(méi)有AU這個(gè)鍵值對(duì)了：bidict({'US': 'The United States of America', 'CA': 'Canada'})

（2）delete()方法可以通過(guò)鍵或者值的方式刪除鍵值對(duì)

delcountry_abbr_bidict.inverse['Canada']
print(country_abbr_bidict)

結(jié)果顯示刪除成功：bidict({'US': 'The United States of America'})

約束

Python的設(shè)計(jì)理念是當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，一定要顯示出來(lái)，Bidict的設(shè)計(jì)也遵循了這一點(diǎn)。Bidict的一個(gè)約束是鍵、值都要唯一，這是因?yàn)橹狄灿锌赡軙?huì)被當(dāng)作鍵使用。因此，當(dāng)我們想在Bidict中加入一個(gè)新的鍵值對(duì)（該鍵值對(duì)的值已經(jīng)被其他鍵使用），就會(huì)報(bào)錯(cuò)。例如，我們想把US - The United States of America加入Bidict中，但是原字典中已有USA - The United States of America了：

frombidictimportbidict
country_abbr_bidict=bidict({
'USA':'TheUnitedStatesofAmerica',
})
country_abbr_bidict['US']='TheUnitedStatesofAmerica'

會(huì)產(chǎn)生如下錯(cuò)誤：

Traceback(mostrecentcalllast):
File"F:/Documents/其他資料/pythonprojects/01practice/app.py",line5,in
country_abbr_bidict['US']='TheUnitedStatesofAmerica'
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_bidict.py",line67,in__setitem__
self.put(key,val,on_dup=self.on_dup)
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_bidict.py",line93,input
self._update([(key,val)],on_dup=on_dup)
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_base.py",line455,in_update
dedup_result=self._dedup(key,val,on_dup)
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_base.py",line350,in_dedup
raiseValueDuplicationError(val)
bidict.ValueDuplicationError:TheUnitedStatesofAmerica

我們可以使用forceput()方法來(lái)避免這一錯(cuò)誤：country_abbr_bidict.forceput('USA', 'The United States of America')

但是，如果出現(xiàn)了兩個(gè)鍵的值相同這種情況，該方法會(huì)把原來(lái)的鍵覆蓋：bidict({'US': 'The United States of America'})

其他特性

更新多個(gè)鍵值對(duì)

putall()方法可以同時(shí)加入多個(gè)鍵值對(duì)到Bidict中，但傳入的參數(shù)必須是可迭代的。

country_abbr_bidict.putall([
('AU','Australia'),
('CA','Canada')
])
print(country_abbr_bidict)

結(jié)果顯示加入成功：bidict({'USA': 'The United States of America', 'AU': 'Australia', 'CA': 'Canada'})

當(dāng)某個(gè)鍵值對(duì)無(wú)法傳入時(shí)，那么其他鍵值對(duì)也無(wú)法傳入：

country_abbr_bidict=bidict({'US':'UnitedStatesofAmerica'})
country_abbr_bidict.putall([
('AU','Australia'),
('CA','Canada'),
('US','TheUnitedStatesofAmerica')
])

這里出現(xiàn)了報(bào)錯(cuò)：

Traceback(mostrecentcalllast):
File"F:/Documents/其他資料/pythonprojects/01practice/app.py",line3,in
country_abbr_bidict.putall([
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_bidict.py",line179,inputall
self._update(items,on_dup=on_dup)
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_base.py",line443,in_update
target._update(arg,kw,rbof=False,on_dup=on_dup)
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_base.py",line455,in_update
dedup_result=self._dedup(key,val,on_dup)
File"F:pythonlibsite-packagesidict\_base.py",line343,in_dedup
raiseKeyDuplicationError(key)
bidict.KeyDuplicationError:US

而其他鍵值對(duì)也沒(méi)有傳入到Bidict中：bidict({'US': 'United States of America'})

forceupdate()方法的優(yōu)先級(jí)

如果我們想使用該方法傳入多個(gè)鍵值對(duì)，對(duì)Bidict進(jìn)行更新，那么就要注意傳入數(shù)據(jù)的先后順序了。

如果把USA放到最后，那么最終Bidict就會(huì)使用該鍵：

country_abbr_bidict=bidict({'US':'UnitedStatesofAmerica'})
country_abbr_bidict.forceupdate([
('US','TheUnitedStatesofAmerica'),
('USA','TheUnitedStatesofAmerica')
])

結(jié)果為：bidict({'USA': 'The United States of America'})

如果把US放到最后，那么字典就會(huì)將US作為鍵。

country_abbr_bidict.forceupdate([
('USA','TheUnitedStatesofAmerica'),
('US','TheUnitedStatesofAmerica')
])
print(country_abbr_bidict)

結(jié)果為：bidict({'US': 'The United States of America'})

與其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)交互

Bidict可以轉(zhuǎn)換為其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，反之亦然。例如，我們可以把Bidict轉(zhuǎn)換為字典：dict(country_abbr_bidict)

結(jié)果為：{'US': 'United States of America'}

我們?cè)侔炎值滢D(zhuǎn)換為Bidict: bidict(dict(country_abbr_bidict))

結(jié)果為：bidict({'US': 'United States of America'})

結(jié)論

在本文中，我介紹了Bi-Dictionary庫(kù)-雙向字典，也稱為Bidict。它不僅改進(jìn)了Python字典的缺點(diǎn)，而且遵循了Python的設(shè)計(jì)原則。非常值得學(xué)習(xí)！