Python中的字典（ dict）和集合（ set）是兩種高效且常用的數據結構，適用于不同的場景。以下是它們的核心概念、操作、區別及典型應用：

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1. 字典（Dictionary）

• 定義：鍵值對（key-value）的無序集合（Python 3.7+ 后字典按插入順序保留）。
• 特點：
  • 鍵（key）必須唯一且不可變（如字符串、數字、元組）。
  • 值（value）可以是任意類型。
• 操作：

  # 創建
  d = {"name": "Alice", "age": 25}
  d = dict(name="Bob", age=30)# 訪問
  print(d["name"])        # Alice（KeyError 若鍵不存在）
  print(d.get("age", 0))  # 25（若鍵不存在返回默認值0）# 添加/修改
  d["gender"] = "Female"  # 添加新鍵值對
  d["age"] = 26           # 修改已有鍵的值# 刪除
  del d["gender"]         # 刪除鍵值對
  value = d.pop("age")    # 彈出并返回值# 常用方法
  keys = d.keys()         # 所有鍵的視圖
  values = d.values()     # 所有值的視圖
  items = d.items()       # 所有鍵值對的視圖# 字典推導式
  squares = {x: x**2 for x in range(5)}  # {0:0, 1:1, 2:4, ...}
  

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2. 集合（Set）

• 定義：無序、不重復元素的容器。
• 特點：
  • 元素必須不可變（如數字、字符串、元組）。
  • 支持數學集合運算（并集、交集等）。
• 操作：

  # 創建
  s = {1, 2, 3}
  s = set([1, 2, 2, 3])  # {1, 2, 3}（去重）# 添加/刪除
  s.add(4)                # 添加元素
  s.remove(3)             # 刪除元素（KeyError 若不存在）
  s.discard(5)            # 安全刪除（無異常）# 集合運算
  a = {1, 2, 3}
  b = {3, 4, 5}
  print(a | b)   # 并集 {1,2,3,4,5}
  print(a & b)   # 交集 {3}
  print(a - b)   # 差集 {1, 2}
  print(a ^ b)   # 對稱差集 {1,2,4,5}# 集合推導式
  even = {x for x in range(10) if x % 2 == 0}  # {0,2,4,6,8}
  

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3. 字典 vs 集合

特性	字典（dict）	集合（set）
存儲方式	鍵值對（key: value）	單一元素
有序性	Python 3.7+ 保留插入順序	無序
唯一性	鍵唯一	元素唯一
元素類型	鍵不可變，值任意	元素必須不可變
查找速度	O(1)（基于鍵）	O(1)（基于元素）
典型用途	數據映射、結構化信息存儲	去重、集合數學運算

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4. 應用場景

• 字典：

  • 存儲對象屬性（如用戶信息：{"name": "Alice", "age": 25}）。
  • 快速查找表（如單詞計數器：{"apple": 5, "banana": 3}）。
  • JSON數據解析與存儲。

• 集合：

  • 去除列表中的重復元素：unique = list(set(duplicate_list))。
  • 成員關系測試（如檢查IP是否在黑名單）。
  • 集合運算（如求共同好友：friends_a & friends_b）。

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5. 注意事項

• 字典：避免使用可變類型（如列表）作為鍵。
• 集合：空集合必須用 set() 創建，{} 表示空字典。
• 兩者均依賴哈希表實現，查找速度極快（O(1)）。

初稿，未完待續……