Slovníky

Slovníky v Pythonu jsou jednou z nejvšestrannějších a nejpoužívanějších datových struktur. Fungují na principu párování klíčů a hodnot, podobně jako slovník v reálném světě, kde ke slovu (klíči) přiřazujeme jeho význam (hodnotu). V programování jsou slovníky ideální pro situace, kdy potřebujeme rychle vyhledávat data na základě unikátního identifikátoru – klíče. Tato lekce nás provede vším, co potřebujeme vědět o slovnících, od jejich vytvoření přes manipulaci až po praktické využití.

Základní vlastnosti slovníků

Slovníky v Pythonu mají několik klíčových vlastností, které je odlišují od jiných datových struktur, jako jsou seznamy nebo n-tice:

• Mutable (proměnlivé): Obsah slovníku můžeme měnit – přidávat, odebírat nebo upravovat položky.
• Unikátní klíče: Každý klíč v slovníku musí být jedinečný. Pokud přidáme duplicitní klíč, přepíše se původní hodnota.
• Neuspořádané (do Pythonu 3.6): Od verze Pythonu 3.7 jsou slovníky uspořádané podle pořadí vložení, ale před tím nebyly.
• Flexibilita typů: Klíče i hodnoty mohou být různých datových typů (čísla, řetězce, seznamy, další slovníky atd.), ale klíče musí být neměnné (immutable), například řetězce nebo čísla.

Vytvoření slovníku

Slovník můžeme vytvořit několika způsoby. Nejčastěji se používají složené závorky {}, kde klíče a hodnoty jsou odděleny dvojtečkou : a jednotlivé páry čárkou ,. Podívejme se na příklady:

# Prázdný slovník
prazdny_slovnik = {}

# Slovník s několika položkami
ovocny_slovnik = {"jablko": "červené", "hruška": "zelená", "banán": "žlutý"}

# Slovník s různými typy dat
mix_slovnik = {
    "jmeno": "Karel",           # řetězec
    "vek": 25,                  # číslo
    "hobby": ["čtení", "sport"], # seznam
    "aktivni": True             # boolean
}
      

Další způsob vytvoření slovníku je pomocí funkce dict():

auto = dict(znacka="Škoda", model="Octavia", rok=2020)
      

Poznámka: Při použití dict() nemusíte psát dvojtečky, ale klíče nesmí obsahovat mezery ani speciální znaky.

Přístup k hodnotám ve slovníku

K hodnotám ve slovníku přistupujete pomocí jejich klíčů, nikoli pomocí indexů jako u seznamů. Klíč zadáváte do hranatých závorek []. Pokud klíč neexistuje, Python vyvolá výjimku KeyError.

auto = {"znacka": "Škoda", "model": "Octavia", "rok": 2020}
print(auto["znacka"])  # Výstup: Škoda
print(auto["rok"])     # Výstup: 2020
      

Alternativně můžeme použít metodu .get(), která nevyvolá chybu, pokud klíč neexistuje, ale vrátí None (nebo hodnotu, kterou specifikujete):

print(auto.get("barva"))          # Výstup: None
print(auto.get("barva", "není"))  # Výstup: není
      

Manipulace se slovníky

Slovníky jsou velmi flexibilní a nabízejí řadu operací pro práci s daty. Pojďme si je podrobně projít.

Přidání nové položky

Nový pár klíč-hodnota přidáme jednoduše přiřazením hodnoty k novému klíči:

auto = {"znacka": "Škoda", "model": "Octavia"}
auto["barva"] = "červená"
print(auto)  # Výstup: {'znacka': 'Škoda', 'model': 'Octavia', 'barva': 'červená'}
      

Změna existující hodnoty

Pokud klíč již existuje, přiřazením nové hodnoty přepíšeme tu původní:

auto["model"] = "Fabia"
print(auto)  # Výstup: {'znacka': 'Škoda', 'model': 'Fabia', 'barva': 'červená'}
      

Odstranění položky

Položku odstraníme pomocí klíčového slova del nebo metody .pop():

# Pomocí del
del auto["barva"]
print(auto)  # Výstup: {'znacka': 'Škoda', 'model': 'Fabia'}

# Pomocí pop
model = auto.pop("model")
print(model)  # Výstup: Fabia
print(auto)   # Výstup: {'znacka': 'Škoda'}
      

Metoda .pop() navíc vrací hodnotu odstraněného klíče, což může být užitečné.

Vymazání celého slovníku

Pokud chceme slovník úplně vyprázdnit, použijme metodu .clear():

auto.clear()
print(auto)  # Výstup: {}
      

Procházení slovníku

Slovníky můžeme procházet různými způsoby – podle klíčů, hodnot nebo párů klíč-hodnota.

Pouze klíče

auto = {"znacka": "Škoda", "model": "Octavia", "rok": 2020}
for klic in auto.keys():
    print(klic)
# Výstup:
# znacka
# model
# rok
      

Poznámka: Metoda .keys() není nutná, pokud procházíme slovník přímo, protože Python automaticky iteruje přes klíče:

for klic in auto:
    print(klic)  # Stejný výsledek jako výše
      

Pouze hodnoty

for hodnota in auto.values():
    print(hodnota)
# Výstup:
# Škoda
# Octavia
# 2020
      

Klíče i hodnoty

Metoda .items() vrací dvojice (klíč, hodnota):

for klic, hodnota in auto.items():
    print(f"{klic}: {hodnota}")
# Výstup:
# znacka: Škoda
# model: Octavia
# rok: 2020
      

Vnořené slovníky

Slovníky mohou obsahovat další slovníky, což je užitečné pro komplexní data:

uzivatel = {
    "osobni": {"jmeno": "Jan", "vek": 30},
    "kontakt": {"email": "jan@priklad.cz", "telefon": "123456789"}
}
print(uzivatel["osobni"]["jmeno"])  # Výstup: Jan
print(uzivatel["kontakt"]["email"]) # Výstup: jan@priklad.cz
      

Výhody a nevýhody slovníků

Výhody

• Rychlost: Vyhledávání hodnot pomocí klíčů je velmi rychlé díky hashovací tabulce (časová složitost O(1)).
• Flexibilita: Můžeme ukládat různé typy dat a snadno je strukturovat.
• Čitelnost: Páry klíč-hodnota jsou intuitivní a zlepšují čitelnost kódu.

Nevýhody

• Paměť: Slovníky zabírají více paměti než seznamy kvůli ukládání klíčů.
• Omezení klíčů: Klíče musí být neměnné, takže například seznamy jako klíče použít nelze.

Praktické využití slovníků

Slovníky mají široké uplatnění. Zde je několik příkladů:

• Uživatelské profily: Ukládání informací o uživatelích.

profil = {"jmeno": "Anna", "vek": 28, "mesto": "Brno", "zajmy": ["hudba", "cestování"]}
        

• Konfigurace aplikace: Ukládání nastavení.

nastaveni = {"tema": "tmavé", "jazyk": "čeština", "hlasitost": 75}
        

• Překladový slovník: Mapování slov mezi jazyky.

preklad = {"pes": "dog", "kočka": "cat", "pták": "bird"}
        

Procvičování

Nyní, když máme pevné teoretické základy, je čas si vše vyzkoušet v praxi. Níže najdeme odkazy na procvičování a kvíz, které nám pomohou upevnit znalosti.