6.4　嵌套

有时候，需要将一系列字典存储在列表中，或将列表作为值存储在字典中，这称为嵌套 。你可以在列表中嵌套字典、在字典中嵌套列表甚至在字典中嵌套字典。正如下面的示例将演示的，嵌套是一项强大的功能。

6.4.1　字典列表

字典alien_0 包含一个外星人的各种信息，但无法存储第二个外星人的信息，更别说屏幕上全部外星人的信息了。如何管理成群结队的外星人呢？一种办法是创建一个外星人列表，其中每个外星人都是一个字典，包含有关该外星人的各种信息。例如，下面的代码创建一个包含三个外星人的列表：

aliens.py

alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
alien_1 = {'color': 'yellow', 'points': 10}
alien_2 = {'color': 'red', 'points': 15}

❶ aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]

for alien in aliens:
print(alien)

首先创建三个字典，其中每个字典都表示一个外星人。然后在❶处将这些字典都存储到一个名为aliens 的列表中。最后，遍历这个列表，并将每个外星人都打印出来：

{'color': 'green', 'points': 5}
{'color': 'yellow', 'points': 10}
{'color': 'red', 'points': 15}

更符合现实的情形是，外星人不止三个，且每个外星人都是使用代码自动生成的。在下面的示例中，使用range() 生成了30个外星人：

# 创建一个用于存储外星人的空列表。
aliens = []

# 创建30个绿色的外星人。
❶ for alien_number in range(30):
❷ new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
❸ aliens.append(new_alien)

# 显示前5个外星人。
❹ for alien in aliens[:5]:
print(alien)
print("…")

# 显示创建了多少个外星人。
❺ print(f"Total number of aliens: {len(aliens)}")

在本例中，首先创建一个空列表，用于存储接下来将创建的所有外星人。在❶处，range() 返回一系列数，其唯一的用途是告诉Python要重复这个循环多少次。每次执行这个循环时，都创建一个外星人（见❷），并将其附加到列表aliens 末尾（见❸）。在❹处，使用一个切片来打印前5个外星人。在❺处，打印列表的长度，以证明确实创建了30个外星人：

{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': slow'}
…

Total number of aliens: 30

这些外星人都具有相同的特征，但在Python看来，每个外星人都是独立的，这让我们能够独立地修改每个外星人。

在什么情况下需要处理成群结队的外星人呢？想象一下，可能随着游戏的进行，有些外星人会变色且加快移动速度。必要时，可使用for 循环和if 语句来修改某些外形人的颜色。例如，要将前三个外星人修改为黄色、速度为中等且值10分，可这样做：

# 创建一个用于存储外星人的空列表。
aliens = []

# 创建30个绿色的外星人。
for alien_number in range (30):
new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
aliens.append(new_alien)

for alien in aliens[:3]:
if alien['color'] == 'green':
alien['color'] = 'yellow'
alien['speed'] = 'medium'
alien['points'] = 10

# 显示前5个外星人。
for alien in aliens[:5]:
print(alien)
print("…")

鉴于要修改前三个外星人，我们遍历一个只包含这些外星人的切片。当前，所有外星人都是绿色的，但情况并非总是如此，因此编写一条if 语句来确保只修改绿色外星人。如果外星人是绿色的，就将其颜色改为'yellow' ，将其速度改为'medium' ，并将其分数改为10 ，如下面的输出所示：

{'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
{'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
{'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
{'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
…

可进一步扩展这个循环，在其中添加一个elif 代码块，将黄色外星人改为移动速度快且值15分的红色外星人，如下所示（这里只列出了循环，而没有列出整个程序）：

for alien in aliens[0:3]:
if alien['color'] == 'green':
alien['color'] = 'yellow'
alien['speed'] = 'medium'
alien['points'] = 10
elif alien['color'] == 'yellow':
alien['color'] = 'red'
alien['speed'] = 'fast'
alien['points'] = 15

经常需要在列表中包含大量的字典，而其中每个字典都包含特定对象的众多信息。例如，你可能需要为网站的每个用户创建一个字典（就像6.3.1节的user.py中那样），并将这些字典存储在一个名为users 的列表中。在这个列表中，所有字典的结构都相同，因此你可以遍历这个列表，并以相同的方式处理其中的每个字典。

6.4.2　在字典中存储列表

有时候，需要将列表存储在字典中，而不是将字典存储在列表中。例如，你如何描述顾客点的比萨呢？如果使用列表，只能存储要添加的比萨配料；但如果使用字典，就不仅可在其中包含配料列表，还可包含其他有关比萨的描述。

在下面的示例中，存储了比萨的两方面信息：外皮类型和配料列表。配料列表是一个与键'toppings' 相关联的值。要访问该列表，我们使用字典名和键'toppings' ，就像访问字典中的其他值一样。这将返回一个配料列表，而不是单个值：

pizza.py

# 存储所点比萨的信息。
❶ pizza = {
'crust': 'thick',
'toppings': ['mushrooms', 'extra cheese'],
}

# 概述所点的比萨。
❷ print(f"You ordered a {pizza['crust']}-crust pizza "
"with the following toppings:")

❸ for topping in pizza['toppings']:
print("\"f+topping)

首先创建一个字典，其中存储了有关顾客所点比萨的信息（见❶）。在这个字典中，一个键是'crust' ，与之相关联的值是字符串'thick' ；下一个键是'toppings' ，与之相关联的值是一个列表，其中存储了顾客要求添加的所有配料。制作前，我们概述了顾客所点的比萨（见❷）。如果函数调用print() 中的字符串很长，可以在合适的位置分行。只需要在每行末尾都加上引号，同时对于除第一行外的其他各行，都在行首加上引号并缩进。这样，Python将自动合并圆括号内的所有字符串。为打印配料，编写一个for 循环（见❸）。为访问配料列表，使用键'toppings' ，这样Python将从字典中提取配料列表。

下面的输出概述了要制作的比萨：

You ordered a thick-crust pizza with the following toppings:
mushrooms
extra cheese

每当需要在字典中将一个键关联到多个值时，都可以在字典中嵌套一个列表。在本章前面有关喜欢的编程语言的示例中，如果将每个人的回答都存储在一个列表中，被调查者就可选择多种喜欢的语言。在这种情况下，当我们遍历字典时，与每个被调查者相关联的都是一个语言列表，而不是一种语言；因此，在遍历该字典的for 循环中，我们需要再使用一个for 循环来遍历与被调查者相关联的语言列表：

favorite_languages.py

❶ favorite_languages = {
'jen': ['python', 'ruby'],
'sarah': ['c'],
'edward': ['ruby', 'go'],
'phil': ['python', 'haskell'],
}

❷ for name, languages in favorite_languages.items():
print(f"\n{name.title()}'s favorite languages are:")
❸ for language in languages:
print(f"\t{language.title()}")

如你所见，现在与每个名字相关联的值都是一个列表（见❶）。请注意，有些人喜欢的语言只有一种，而有些人有多种。遍历字典时（见❷），使用变量languages 来依次存储对字典中每个值的引用，因为我们知道这些值都是列表。在遍历字典的主循环中，使用了另一个for 循环（见❸）来遍历每个人喜欢的语言列表。现在，每个人想列出多少种喜欢的语言都可以：

Jen's favorite languages are:
Python
Ruby

Sarah's favorite languages are:
C

Edward's favorite languages are:
Ruby
Go

Phil's favorite languages are:
Python
Haskell

为进一步改进这个程序，可在遍历字典的for 循环开头添加一条if 语句，通过查看len(languages) 的值来确定当前的被调查者喜欢的语言是否有多种。如果他喜欢的语言有多种，就像以前一样显示输出；如果只有一种，就相应修改输出的措辞，如显示Sarah's favorite language is C 。

注意 　列表和字典的嵌套层级不应太多。如果嵌套层级比前面的示例多得多，很可能有更简单的解决方案。

6.4.3　在字典中存储字典

可在字典中嵌套字典，但这样做时，代码可能很快复杂起来。例如，如果有多个网站用户，每个都有独特的用户名，可在字典中将用户名作为键，然后将每位用户的信息存储在一个字典中，并将该字典作为与用户名相关联的值。在下面的程序中，存储了每位用户的三项信息：名、姓和居住地。为访问这些信息，我们遍历所有的用户名，并访问与每个用户名相关联的信息字典：

many_users.py

users = {
'aeinstein': {
'first': 'albert',
'last': 'einstein',
'location': 'princeton',
},

'mcurie': {
'first': 'marie',
'last': 'curie',
'location': 'paris',
},

}

❶ for username, user_info in users.items():
❷ print(f"\nUsername: {username}")
❸ full_name = f"{user_info['first']} {user_info['last']}"
location = user_info['location']

❹ print(f"\tFull name: {full_name.title()}")
print(f"\tLocation: {location.title()}")

首先定义一个名为users 的字典，其中包含两个键：用户名'aeinstein' 和'mcurie' 。与每个键盘相关联的值都是一个字典，其中包含用户的名、姓和居住地。在❶处，遍历字典users ，让Python依次将每个键赋给变量username ，并依次将与当前键相关联的字典赋给变量user_info 。在循环内部的❷处，将用户名打印出来。

在❸处，开始访问内部的字典。变量user_info 包含用户信息字典，而该字典包含三个键：'first' 、'last' 和'location' 。对于每位用户，都使用这些键来生成整洁的姓名和居住地，然后打印有关用户的简要信息（见❹）：

Username: aeinstein
Full name: Albert Einstein
Location: Princeton

Username: mcurie
Full name: Marie Curie
Location: Paris

请注意，表示每位用户的字典都具有相同的结构。虽然Python并没有这样的要求，但这使得嵌套的字典处理起来更容易。倘若表示每位用户的字典都包含不同的键，for 循环内部的代码将更复杂。

动手试一试

练习6-7：人们 　在为完成练习6-1而编写的程序中，再创建两个表示人的字典，然后将这三个字典都存储在一个名为people 的列表中。遍历这个列表，将其中每个人的所有信息都打印出来。

练习6-8：宠物 　创建多个表示宠物的字典，每个字典都包含宠物的类型及其主人的名字。将这些字典存储在一个名为pets 的列表中，再遍历该列表，并将有关每个宠物的所有信息都打印出来。

练习6-9：喜欢的地方 　创建一个名为favorite_places 的字典。在这个字典中，将三个人的名字用作键，并存储每个人喜欢的1～3个地方。为了让这个练习更有趣些，可以让一些朋友说出他们喜欢的几个地方。遍历这个字典，并将其中每个人的名字及其喜欢的地方打印出来。

练习6-10：喜欢的数2 　修改为完成练习6-2而编写的程序，让每个人都可以有多个喜欢的数，然后将每个人的名字及其喜欢的数打印出来。

练习6-11：城市 　创建一个名为cities 的字典，将三个城市名用作键。对于每座城市，都创建一个字典，并在其中包含该城市所属的国家、人口约数以及一个有关该城市的事实。在表示每座城市的字典中，应包含country 、population 和fact 等键。将每座城市的名字以及有关信息都打印出来。

练习6-12：扩展 　本章的示例足够复杂，能以很多方式进行扩展。请对本章的一个示例进行扩展：添加键和值、调整程序要解决的问题或改进输出的格式。