在Python中更新嵌套字典

在 Python 中，字典是通用的数据结构，可让您有效地存储和检索键值对。特别是，嵌套字典提供了一种组织和表示复杂数据的便捷方法。然而，更新嵌套字典中的值有时可能有点困难。

访问嵌套字典元素

要更新嵌套字典中的值，我们首先需要访问字典层次结构中的特定键。 Python 允许您通过连续使用键来访问嵌套元素。例如 -

nested_dict = {'outer_key': {'inner_key': 'old_value'}}
nested_dict['outer_key']['inner_key'] = 'new_value'

在上面的代码片段中，我们通过连续链接键来访问嵌套元素“inner_key”，并将其值更新为“new_value”。

更新单级嵌套字典

有时，您可能会遇到嵌套字典，其中不同级别的键没有固定的结构。在这种情况下，需要更通用的方法。 Python 提供了 update() 方法，它允许我们将一个字典合并到另一个字典中，从而更新其值。这是一个示例 −

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nested_dict = {'outer_key': {'inner_key': 'old_value'}}
update_dict = {'inner_key': 'new_value'}
nested_dict['outer_key'].update(update_dict)

在上面的代码片段中，我们创建了一个单独的字典 update_dict ，其中包含我们要更新的键值对。通过使用 update() 方法，我们将 update_dict 合并到指定键级别的嵌套字典中，从而有效地更新其值。

更新多级嵌套字典

如果需要更新嵌套字典的多个级别中的值，可以采用递归方法。这种方法涉及递归遍历字典，直到找到所需的键。这是一个示例 −

def update_nested_dict(nested_dict, keys, new_value):
   if len(keys) == 1:
      nested_dict[keys[0]] = new_value
   else:
      key = keys[0]
      if key in nested_dict:
         update_nested_dict(nested_dict[key], keys[1:], new_value)

nested_dict = {'outer_key': {'inner_key': {'deep_key': 'old_value'}}}
keys = ['outer_key', 'inner_key', 'deep_key']
new_value = 'new_value'
update_nested_dict(nested_dict, keys, new_value)

在上面的代码片段中，我们定义了一个递归函数 update_nested_dict ，它将嵌套字典、键列表和新值作为参数。该函数检查列表中是否只剩下一个键；如果是，它会更新嵌套字典中的值。否则，它会更深入地遍历嵌套字典，直到找到所需的键。

处理丢失的密钥并创建新密钥

更新嵌套字典时，重要的是要考虑指定键可能不存在的情况。 Python 提供了多种技术来处理此类情况并在需要时创建新密钥。

使用Setdefault()方法

setdefault() 方法是在处理缺失键时更新嵌套字典中的值的便捷方法。如果键不存在，它允许您指定默认值。如果找到该键，则返回现有值。否则，默认值将插入到字典中。这是一个示例 −

nested_dict = {'outer_key': {}}
nested_dict['outer_key'].setdefault('inner_key', 'new_value')

在上面的代码片段中，我们使用 setdefault() 方法来更新嵌套字典的“outer_key”内的“inner_key”的值。如果“inner_key”不存在，则使用值“new_value”创建它。

使用 Defaultdict 类

集合模块中的 defaultdict 类提供了一种强大的方法来处理嵌套字典中缺少的键。当访问不存在的键时，它会自动分配一个默认值。这是一个示例 −

from collections import defaultdict

nested_dict = defaultdict(dict)
nested_dict['outer_key']['inner_key'] = 'new_value'

在上面的代码片段中，我们创建了一个defaultdict，并将dict类型作为默认工厂。这确保任何不存在的键都会自动创建一个新的嵌套字典。然后，我们继续使用值“new_value”更新“outer_key”内的“inner_key”。

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更新深度嵌套字典中的值

如果您的嵌套字典具有多个嵌套级别，并且您需要更新最内层中的值，则递归方法会变得更加有用。您可以通过相应修改遍历逻辑来扩展递归函数以处理深度嵌套的字典。

def update_deep_nested_dict(nested_dict, keys, new_value):
   if len(keys) == 1:
      nested_dict[keys[0]] = new_value
   else:
      key = keys[0]
      if key in nested_dict:
         update_deep_nested_dict(nested_dict[key], keys[1:], new_value)
      else:
         nested_dict[key] = {}
         update_deep_nested_dict(nested_dict[key], keys[1:], new_value)

nested_dict = {'outer_key': {'inner_key': {'deep_key': 'old_value'}}}
keys = ['outer_key', 'inner_key', 'deep_key']
new_value = 'new_value'
update_deep_nested_dict(nested_dict, keys, new_value)

在上面的代码片段中，我们增强了之前的递归函数来处理深度嵌套的字典。如果任意级别缺少某个键，则会创建一个新的空字典，并且该函数将继续遍历，直到到达最内层的键。

不可变嵌套字典

需要注意的是，Python 中的字典是可变对象。因此，当您更新嵌套字典时，更改将反映在对该字典的所有引用中。如果您需要维护嵌套字典的原始状态，可以在进行任何更新之前创建它的深层副本。

import copy

nested_dict = {'outer_key': {'inner_key': 'old_value'}}
updated_dict = copy.deepcopy(nested_dict)
updated_dict['outer_key']['inner_key'] = 'new_value'

示例

import copy

nested_dict = {'outer_key': {'inner_key': 'old_value'}}
updated_dict = copy.deepcopy(nested_dict)
updated_dict['outer_key']['inner_key'] = 'new_value'

print("Original nested_dict:")
print(nested_dict)

print("\nUpdated_dict:")
print(updated_dict)

输出

以下是 − 部分中提到的代码片段的输出

Original nested_dict:
{'outer_key': {'inner_key': 'old_value'}}

Updated_dict:
{'outer_key': {'inner_key': 'new_value'}}

在上面的代码片段中，copy.deepcopy()函数创建了嵌套字典的完整副本，包括所有级别的嵌套。这允许您更新复制的词典而不影响原始词典。

使用字典理解更新值

For simple updates within a nested dictionary, you can use dictionary comprehensions. This approach is suitable when you have a known set of keys to update.

示例

nested_dict = {'outer_key': {'inner_key': 'old_value'}}
keys_to_update = ['outer_key']
updated_dict = {key: 'new_value' if key in keys_to_update else value for key, value in nested_dict.items()}

输出

这是上述代码片段的输出−

Original nested_dict:
{'outer_key': {'inner_key': 'old_value'}}

Updated_dict:
{'outer_key': {'inner_key': 'new_value'}}

在代码片段中，我们从包含嵌套结构的nested_dict字典开始。我们使用copy.deepcopy()创建nested_dict的深层副本并将其分配给updated_dict。然后，我们将updated_dict中'outer_key'内的'inner_key'的值更新为'new_value'。

最后，我们打印原始的nested_dict和更新后的updated_dict。从输出中可以看到，原始的nested_dict保持不变，而updated_dict反映了更新后的值。

结论

在 Python 中更新嵌套字典可能涉及访问特定键、合并字典或使用递归技术。通过了解这些不同的方法，您可以根据您的特定要求有效地更新嵌套字典中的值。在选择最合适的方法时，请记住考虑嵌套字典的结构和复杂性。

Python 的灵活性和内置方法（例如 update()、setdefault() 和 defaultdict 类）提供了强大的工具来处理各种情况，包括丢失键和创建新键。