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dict

Python內建了字典：dict的支援，dict全稱dictionary，在其他語言中也稱為map，使用鍵-值（key-value）儲存，具有極快的查詢速度。

請務必注意，dict內部存放的順序和key放入的順序是沒有關係的。

和list比較，dict有以下幾個特點：

1. 查詢和插入的速度極快，不會隨著key的增加而變慢；
2. 需要佔用大量的記憶體，記憶體浪費多。

而list相反：

1. 查詢和插入的時間隨著元素的增加而增加；
2. 佔用空間小，浪費記憶體很少。

所以，dict是用空間來換取時間的一種方法。

dict可以用在需要高速查詢的很多地方，在Python程式碼中幾乎無處不在，正確使用dict非常重要，需要牢記的第一條就是dict的key必須是不可變物件。

這是因為dict根據key來計算value的儲存位置，如果每次計算相同的key得出的結果不同，那dict內部就完全混亂了。這個通過key計算位置的演算法稱為雜湊演算法（Hash）。

要保證hash的正確性，作為key的物件就不能變。在Python中，字串、整數等都是不可變的，因此，可以放心地作為key。而list是可變的，就不能作為key：

例如將tuple作為物件加入dic中，輸入以下語句：

d = {'A':1,'B':2,'C':3,'D':4,(11,12,13):(21,22,23)}
print('d[\'A\'] is :',d['A'])
print('d[(11,12,13)] is :',d[(11,12,13)])
print('d[(11,12,13)][0] is :',d[(11,12,13)][0])

如果加入list作為物件，輸入以下語句：

d = {'A':1,'B':2,'C':3,'D':4,(11,12,13):(21,22,23)}

執行結果：

set

set和dict類似，也是一組key的集合，但不儲存value。由於key不能重複，所以，在set中，沒有重複的key。

要建立一個set，需要提供一個list作為輸入集合：

>>> s = set([1, 2, 3])
>>> s
{1, 2, 3}

通過add(key)方法可以新增元素到set中，可以重複新增，但不會有效果。也可以通過remove(key)方法可以刪除元素。

>>> s1 = set([1, 2, 3])
>>> s2 = set([2, 3, 4])
>>> s1 & s2
{2, 3}
>>> s1 | s2
{1, 2, 3, 4}

set和dict的唯一區別僅在於沒有儲存對應的value，但是，set的原理和dict一樣，所以，同樣不可以放入可變物件，因為無法判斷兩個可變物件是否相等，也就無法保證set內部“不會有重複元素”。試試把list放入set，看看是否會報錯。

什麼是不可變物件

上面我們講了，str是不變物件，而list是可變物件。

對於可變物件，比如list，對list進行操作，list內部的內容是會變化的，比如：

>>> a = ['c', 'b', 'a']
>>> a.sort()
>>> a
['a', 'b', 'c']

>>> a = 'abc'
>>> a.replace('a', 'A')
'Abc'
>>> a
'abc'

雖然字串有個replace()方法，也確實變出了'Abc'，但變數a最後仍是'abc'，應該怎麼理解呢？

我們先把程式碼改成下面這樣：

>>> a = 'abc'
>>> b = a.replace('a', 'A')
>>> b
'Abc'
>>> a
'abc'

要始終牢記的是，a是變數，而'abc'才是字串物件！有些時候，我們經常說，物件a的內容是'abc'，但其實是指，a本身是一個變數，它指向的物件的內容才是'abc'：

當我們呼叫a.replace('a', 'A')時，實際上呼叫方法replace是作用在字串物件'abc'上的，而這個方法雖然名字叫replace，但卻沒有改變字串'abc'的內容。相反，replace方法建立了一個新字串'Abc'並返回，如果我們用變數b指向該新字串，就容易理解了，變數a仍指向原有的字串'abc'，但變數b卻指向新字串'Abc'了：

所以，對於不變物件來說，呼叫物件自身的任意方法，也不會改變該物件自身的內容。相反，這些方法會建立新的物件並返回，這樣，就保證了不可變物件本身永遠是不可變的。