【Python初心者】辞書【リスキリング】

Pythonを勉強するために本を買ったけど，積読してる．
最初の方の数値や算術演算，文字列の扱いで止まっている．
似たデータ型でリストやタプルとの違いは何？
できる操作は違うの？

　そんな方が，辞書を理解して，集合の学習に進むための記事です．

本記事の内容

辞書とは｜作成方法
辞書の操作

　　前々回の「リスト」，前回の「タプル」に続き，複合データ型を解説しています．今回は，「辞書」です．まずは辞書の作成とデータ（個々の要素）の確認，変換，取得方法を，その後要素の変更方法などを解説します．これまでの記事と同様に，コードを打ちながら学んで行きましょう．余力のある方は，部分的にコードを変更して実験してみましょう．

辞書とは｜作成方法

　個々の値と一意なkeyの組を保存するデータ型です．言い換えると，あるデータに対応する関連データをまとめたオブジェクトです．表１に示すように，ミュータブルに○（後述するように，valueのみ変更可能），シーケンスに×をつけています．要素の順序が管理されていないので，オフセットを使いません．その代わりに，要素を取得する際は，keyを使います．

表１．複合データ型

型（クラス）	ミュータブル	シーケンス型
リスト（lis	○	○
タプル（tuple）	×	○
辞書（dict）	○	×
集合（set）	○	×

　辞書を使う場面としては，単語帳，周期表，商品名と価格，何らかのファイルのヘッダーの情報など，あるデータに対応する関連データを組み合わせたデータとして扱う場面です．まずは，辞書の作成方法を学びながら，実行結果がどのように表示されるかをみてみましょう．同時に，入力ルールの理解を深めましょう．

辞書の作成

　keyとvalueの間を:（コロン）で対応させます．そして，key:valueのペアをカンマで区切って並べ，{}（波括弧）で囲んで記述します．リストやタプルと同様に，変数に代入して，長いデータを短いコードで表現できます．
　辞書は，keyでインデックス化されており，keyは変更不可な型となります．したがって，keyとしては，文字列・数値・タプルなどの変更不可のデータを指定できますが，リスト・辞書などの変更可能なデータを指定できません．一方，valueとしては、変更の可否にかかわらずあらゆるデータを指定できます．

辞書名 = {key1: value1, key2: value2, key3: value3・・・}

key:valueのペアをカンマで区切り，{}（波括弧）で囲んで記述する．

{"one": 1, "two": 2, "three": 3, "four": 4, "five": 5}

{‘one’: 1, ‘two’: 2, ‘three’: 3, ‘four’: 4, ‘five’: 5}

{"さ": "砂糖", "し": "塩", "す": "酢", "せ": "醤油", "そ": "味噌"}

{‘さ’: ‘砂糖’, ‘し’: ‘塩’, ‘す’: ‘酢’, ‘せ’: ‘醤油’, ‘そ’: ‘味噌’}

dict()関数を用いて作成する．

dict(one=1, two=2, three=3, four=4, five=5)

{‘one’: 1, ‘two’: 2, ‘three’: 3, ‘four’: 4, ‘five’: 5}

dict(さ="砂糖", し="塩", す="酢", せ="醤油", そ="味噌")

{‘さ’: ‘砂糖’, ‘し’: ‘塩’, ‘す’: ‘酢’, ‘せ’: ‘醤油’, ‘そ’: ‘味噌’}

　ただし，dict()関数を使用する場合，引数が変数としてのルールに則っている必要があります．例えば，変数は先頭に数字を置くことができないので，keyを数値にするとエラーが生じます．

dict(1="one", 2="two", 3="three", 4="four", 5="five")

  File ““, line 1

    dict(1=”one”, 2=”two”, 3=”three”, 4=”four”, 5=”five”)

         ^

SyntaxError: expression cannot contain assignment, perhaps you meant “==”?

　変数のルールについては，こちらの記事をご覧ください．

【Python初心者】変数【リスキリング】

Pythonを勉強するために本を買ったけど，積読，挫折していませんか？変数について，その概念から分かりやすく解説しています．Pythonを学びたい方，学び直したい方，より深く学びたい方は，ぜひご一読ください．

変数に代入できる．

dict_ex1_1 = {"one": 1, "two": 2, "three": 3, "four":4, "five": 5}
dict_ex1_1

{‘one’: 1, ‘two’: 2, ‘three’: 3, ‘four’: 4, ‘five’: 5}

dict_ex1_2 = dict(one=1, two=2, three=3, four=4, five=5)
dict_ex1_2

{‘one’: 1, ‘two’: 2, ‘three’: 3, ‘four’: 4, ‘five’: 5}

dict_ex2_1 = {"さ": "砂糖", "し": "塩", "す": "酢", "せ": "醤油", "そ": "味噌"}
dict_ex2_1

{‘さ’: ‘砂糖’, ‘し’: ‘塩’, ‘す’: ‘酢’, ‘せ’: ‘醤油’, ‘そ’: ‘味噌’}

dict_ex2_2 = dict(さ="砂糖", し="塩", す="酢", せ="醤油", そ="味噌")
dict_ex2_2

{‘さ’: ‘砂糖’, ‘し’: ‘塩’, ‘す’: ‘酢’, ‘せ’: ‘醤油’, ‘そ’: ‘味噌’}

異なる型が混在しても良い．

dict_ex3 = {"さ": ["砂糖", "酒", "みりん"], "し": "塩", "す": "酢", "せ": "醤油", "そ": "味噌"}
dict_ex3

{‘さ’: [‘砂糖’, ‘酒’, ‘みりん’], ‘し’: ‘塩’, ‘す’: ‘酢’, ‘せ’: ‘醤油’, ‘そ’: ‘味噌’}

dict_ex4 = {(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23): "prime number", "pi": "π", "Euler's number": 2.71828, "imaginary unit": 0+1j}
dict_ex4

{(2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23): ‘prime number’, ‘pi’: ‘π’, “Euler’s number”: 2.71828, ‘imaginary unit’: 1j}

dict_ex5 = {1: "水素", 2: "ヘリウム"}
dict_ex5

{1: ‘水素’, 2: ‘ヘリウム’}

keyは重複しない．

dict_ex6 = {"さ": "砂糖", "さ": "酒", "し": "塩", "す": "酢", "せ": "醤油", "そ": "味噌"}  # key"さ"は，最後の要素である"さ": "酒"が要素となる．
dict_ex6

{‘さ’: ‘酒’, ‘し’: ‘塩’, ‘す’: ‘酢’, ‘せ’: ‘醤油’, ‘そ’: ‘味噌’}

辞書を入れ子できる．（valueに対してのみ）

dict_ex7 = {"さ": {"さ1": "砂糖", "さ2": "酒", "さ3": "みりん"}, "し": "塩", "す": "酢", "せ": "醤油", "そ": "味噌"}
dict_ex7

{‘さ’: {‘さ1’: ‘砂糖’, ‘さ2’: ‘酒’, ‘さ3’: ‘みりん’},

 ‘し’: ‘塩’,

 ‘す’: ‘酢’,

 ‘せ’: ‘醤油’,

 ‘そ’: ‘味噌’}

何も記述しない場合，空辞書となる．

dict_empty1={}
dict_empty

{}

dict_empty2 = dict() # dict()関数で記述して空辞書を出力できる．

{}

まとめ

key:valueのペアをカンマで区切り，波括弧で囲んで記述する．
dict()関数を用いて作成する．
変数に代入できる．
異なる型が混在しても良い．
keyは重複しない．
辞書を入れ子できる．（valueに対してのみ）
何も記述しない場合，空辞書となる．

辞書のデータ型の確認

　type()関数を使って確認します．「dict」と表示されるか確認してみましょう．

type({1: '水素', 2: 'ヘリウム'})

dict

type(dict_ex4)

dict

辞書へのデータ型の変換

　dict()関数を使って，２つの値を含むシーケンスを辞書に変換できます．各値の第１要素がkey，第２要素がvalueに変換されます．

文字列のリストを辞書に変換

　2文字の文字列を要素とするリストから辞書に変換できます．文字列シーケンスの1文字目がkey，2文字目がvalueとして，辞書に変換されます．

list_str = ["水１", "ヘ２", "リ３"]
dict(list_str)

{‘水’: ‘１’, ‘ヘ’: ‘２’, ‘リ’: ‘３’}

文字列のタプルを辞書に変換

　2文字の文字列を要素とするタプルから辞書に変換できます．

tuple_str = ("水１", "ヘ２", "リ３")
dict(tuple_str)

{‘水’: ‘１’, ‘ヘ’: ‘２’, ‘リ’: ‘３’}

タプルのリストを辞書に変換

　2つの要素のタプルを要素とするリストから辞書に変換できます．

list_tuple = [("水素", 1), ("ヘリウム", 2), ("リチウム", 3)]
dict(taple_list)

{‘水素’: 1, ‘ヘリウム’: 2, ‘リチウム’: 3}

リストのタプルを辞書に変換

　2つの要素のリストを要素とするタプルから辞書に変換できます．

tuple_list =  (["水素", 1], ["ヘリウム", 2], ["リチウム", 3])
dict(tuple_list)

{‘水素’: 1, ‘ヘリウム’: 2, ‘リチウム’: 3}

要素の取得（keyを用いて）

　冒頭と表１で説明したように，文字列，リスト，タプルと異なり，辞書には順序がないので，インデックスがありません．その代わりに，要素を取得する際は，keyを使います．
　辞書の後ろに角カッコ（ブラケット）[ ]を付して，その中に取り出したいvalueに対応するkeyを入力して実行します．

{"さ": "砂糖", "し": "塩", "す": "酢", "せ": "醤油", "そ": "味噌"}["す"]

‘酢’

dict_ex2_1["す"]

‘酢’

　メソッドによる取得方法については，辞書の操作で解説します．

辞書の操作

表２．辞書の操作一覧

操作	関数・メソッド	演算子ほか	key
連結	.update()	**
追加	.setdefault()		◯
置換			◯
削除	.clear(), .pop()	del文
検索・取得	.count(), .get(), .items(), .keys(), .values(), len()	in	◯

辞書の連結

.update()メソッド→ 別の辞書を連結する．

element1 = {"水素": "H", "ヘリウム": "He", "リチウム": "Li"}
element2 = {"ベリリウム": "Be", "ホウ素": "B", "炭素": "C",  "窒素": "N",  "酸素": "O"}
element1.update(element2) # element1の末尾に，element2が連結する．
element1

{‘水素’: ‘H’, ‘ヘリウム’: ‘He’, ‘リチウム’: ‘Li’, ‘ベリリウム’: ‘Be’, ‘ホウ素’: ‘B’, ‘炭素’: ‘C’,  ‘窒素’: ‘N’, ‘酸素’: ‘O’}

　同じkeyを持っている場合，後から連結した方のkeyとvalueが残ります．

element3 = {'炭素': 'C13'}
element1.update(element3) #  element1は上のコードで，辞書が追加された後の配列
element1

{‘水素’: ‘H’, ‘ヘリウム’: ‘He’, ‘リチウム’: ‘Li’, ‘ベリリウム’: ‘Be’, ‘ホウ素’: ‘B’, ‘炭素’: ‘C13’,  ‘窒素’: ‘N’, ‘酸素’: ‘O’}

**演算子

element1 = {"水素": "H", "ヘリウム": "He", "リチウム": "Li"}
element2 = {'ベリリウム': 'Be', 'ホウ素': 'B', '炭素': 'C',  '窒素': 'N',  '酸素': 'O'}
{**element1, **element2}

{‘水素’: ‘H’, ‘ヘリウム’: ‘He’, ‘リチウム’: ‘Li’, ‘ベリリウム’: ‘Be’, ‘ホウ素’: ‘B’, ‘炭素’: ‘C’,  ‘窒素’: ‘N’, ‘酸素’: ‘O’}

要素の追加

.setdefault()メソッド → keyとvalueを追加する．

element1 = {"水素": "H", "ヘリウム": "He", "リチウム": "Li"}
element1.setdefault("ベリリウム", "Be") # 第１引数に追加したいkey, 第２引数に対応するvalueを入力する．
element1

{‘水素’: ‘H’, ‘ヘリウム’: ‘He’, ‘リチウム’: ‘Li’, ‘ベリリウム’: ‘Be’}

辞書[追加したいvalueのペアとなるkey] = 追加したいvalue

element1 = {"水素": "H", "ヘリウム": "He", "リチウム": "Li"}
element1["ベリリウム"] = "Be"
element1

{‘水素’: ‘H’, ‘ヘリウム’: ‘He’, ‘リチウム’: ‘Li’, ‘ベリリウム’: ‘Be’}

要素の置換

　辞書の中に同じkeyがすでに存在する場合，既存のvalueが置き換えられます．keyは一意でなければならないので，同じkeyを使うと，最後に追加したvalueとの組み合わせが残ります．

辞書[置換したいkey] = 置換したいvalue

seasoning = {"さ":"砂糖", "し":"塩", "す":"酢", "せ":"醤油", "そ":"味噌"}
seasoning["さ"] = ["砂糖", "酒", "みりん"]
seasoning

{‘さ’: [‘砂糖’, ‘酒’, ‘みりん’], ‘し’: ‘塩’, ‘す’: ‘酢’, ‘せ’: ‘醤油’, ‘そ’: ‘味噌’}

要素の削除

.clear()メソッド → 全ての要素を削除する．

unneed = {"hard working": "over time", "deadline": "1 month", "tax": "20%"}
unneed.clear()
unneed

{}

.pop()メソッド → keyを指定してその要素を削除する．

life = {"family": "1wife & 2children", "health": "stable", "hobby": "travel",  "money": 100000000, "work": "pressure"}
life.pop("work") # "work"が指定される．
life # "work"を取り出して削除したlifeを出力する．

{‘family’: ‘1wife & 2children’, ‘health’: ‘stable’, ‘hobby’: ‘travel’, ‘money’: 100000000}

del文→ keyを指定してその要素を削除する．

life = {"family": "1wife & 2children", "health": "stable", "hobby": "travel",  "money": 100000000, "work": "stress"}
del life["work"] 
life

{‘family’: ‘1wife & 2children’, ‘health’: ‘stable’, ‘hobby’: ‘travel’, ‘money’: 100000000}

要素の検索

len()関数 → key/valueのペアの数（要素数）を調べる．

len(life)

in → keyの有無を調べる．
　Trueと返ってきたら，要素が有り，Falseと返ってきたら要素は無いという判定です．TrueとFalse（論理値）のことを詳しく説明していないので，ここでは有無（真偽）をこのように確認するんだなくらいの理解で結構です．

"family" in life

True

"work" in life

False

要素の取得

keys()メソッド → 辞書の全てのキーを取得する．

{"さ":"砂糖", "し":"塩", "す":"酢", "せ":"醤油", "そ":"味噌"}.keys()

dict_keys([‘さ’, ‘し’, ‘す’, ‘せ’, ‘そ’])

dict_ex2_1.keys()

dict_keys([‘さ’, ‘し’, ‘す’, ‘せ’, ‘そ’])

　リストのような形式で返ってきましたが，listとして返すためには，list()関数を使って，listに変換します．

list(dict_ex2_1.keys())

[‘さ’, ‘し’, ‘す’, ‘せ’, ‘そ’]

.items()メソッド → 全てのkey/valueのペアを取得する．
　key/valueのペアは，タプルで返されます．

dict_ex2_1.items()

dict_items([(‘さ’, ‘砂糖’), (‘し’, ‘塩’), (‘す’, ‘酢’), (‘せ’, ‘醤油’), (‘そ’, ‘味噌’)])

　keys()メソッドと同様に，リストのような形式で帰ってきました．同様にlist()関数を呼び出します．

list(dict_ex2_1.items())

[(‘さ’, ‘砂糖’), (‘し’, ‘塩’), (‘す’, ‘酢’), (‘せ’, ‘醤油’), (‘そ’, ‘味噌’)]

.get()メソッド → keyを指定して，対応するvalueを取得．

dict_ex2_1.get("し")

‘塩’

.values()メソッド → 全てのvalueを取得する．

dict_ex2_1.value()

dict_values([‘砂糖’, ‘塩’, ‘酢’, ‘醤油’, ‘味噌’])

　keys()メソッド，items()メソッドと同様に，リストのような形式で返ってきました．同様にlist()関数を呼び出します．

list(dict_ex2_1.values())

[‘砂糖’, ‘塩’, ‘酢’, ‘醤油’, ‘味噌’]

辞書[取得したいvalueのペアとなるkey]

dict_ex2_1["し"]

‘塩’

辞書について，基本を学べましたでしょうか？
次は「集合」について学びましょう！

【Python初心者】集合【リスキリング】

Pythonを勉強するために本を買ったけど，積読，挫折していませんか？集合の操作について，基本から分かりやすく解説しています．Pythonを学びたい方、学び直したい方、より深く学びたい方は，ぜひご一読ください．

最後まで読んでくださり，ありがとうございます☺️