基础练习
简单 练习1：字符统计
编写一个函数，统计字符串中每个字符出现的次数。
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def count_chars(text):
char_count = {}
for char in text:
char_count[char] = char_count.get(char, 0) + 1
return char_count
# 测试
text = "hello world"
result = count_chars(text)
print(result) # {'h': 1, 'e': 1, 'l': 3, 'o': 2, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1}
# 使用Counter类的替代方案
from collections import Counter
result2 = Counter(text)
print(dict(result2)) # 相同的结果
简单 练习2：字典合并
合并两个字典，如果有重复的键，保留第二个字典的值。
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def merge_dicts(dict1, dict2):
# 方法1：使用update方法
result = dict1.copy()
result.update(dict2)
return result
# 方法2：使用字典解包（Python 3.5+）
# return {**dict1, **dict2}
# 测试
dict1 = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
dict2 = {'b': 4, 'd': 5, 'e': 6}
result = merge_dicts(dict1, dict2)
print(result) # {'a': 1, 'b': 4, 'c': 3, 'd': 5, 'e': 6}
进阶练习
中等 练习1：嵌套字典处理
实现一个函数，可以递归地获取嵌套字典中的所有值。
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def get_all_values(nested_dict):
values = []
def extract_values(d):
for value in d.values():
if isinstance(value, dict):
extract_values(value)
else:
values.append(value)
extract_values(nested_dict)
return values
# 测试
data = {
'a': 1,
'b': {
'c': 2,
'd': {
'e': 3,
'f': 4
}
},
'g': 5
}
result = get_all_values(data)
print(result) # [1, 2, 3, 4, 5]
中等 练习2：字典排序
按值对字典进行排序，返回排序后的键值对列表。
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def sort_dict_by_value(d, reverse=False):
# 方法1：使用sorted和lambda
return sorted(d.items(), key=lambda x: x[1], reverse=reverse)
# 方法2：使用operator模块
# from operator import itemgetter
# return sorted(d.items(), key=itemgetter(1), reverse=reverse)
# 测试
scores = {
'张三': 85,
'李四': 92,
'王五': 78,
'赵六': 95
}
result = sort_dict_by_value(scores, reverse=True)
print("成绩排名：")
for name, score in result:
print(f"{name}: {score}")
实际应用
困难 练习1：通讯录系统
实现一个通讯录系统，支持以下功能：
- 添加联系人（姓名、电话、邮箱等）
- 删除联系人
- 更新联系人信息
- 搜索联系人
- 显示所有联系人
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class ContactBook:
def __init__(self):
self.contacts = {}
def add_contact(self, name, phone, email=None):
self.contacts[name] = {
'phone': phone,
'email': email
}
print(f"已添加联系人：{name}")
def delete_contact(self, name):
if name in self.contacts:
del self.contacts[name]
print(f"已删除联系人：{name}")
else:
print(f"未找到联系人：{name}")
def update_contact(self, name, phone=None, email=None):
if name in self.contacts:
if phone:
self.contacts[name]['phone'] = phone
if email:
self.contacts[name]['email'] = email
print(f"已更新联系人：{name}")
else:
print(f"未找到联系人：{name}")
def search_contact(self, name):
return self.contacts.get(name, None)
def display_all(self):
if not self.contacts:
print("通讯录为空")
return
print("\n通讯录:")
for name, info in self.contacts.items():
print(f"姓名：{name}")
print(f"电话：{info['phone']}")
if info['email']:
print(f"邮箱：{info['email']}")
print("-" * 20)
# 使用示例
book = ContactBook()
book.add_contact("张三", "13812345678", "[email protected]")
book.add_contact("李四", "13987654321")
book.display_all()
book.update_contact("张三", email="[email protected]")
print(book.search_contact("张三"))
book.delete_contact("李四")
book.display_all()
困难 练习2：商品库存系统
实现一个商品库存管理系统，包含以下功能：
- 添加商品（名称、价格、库存量）
- 更新库存
- 查看库存状态
- 生成库存报告
- 计算库存总值
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class InventorySystem:
def __init__(self):
self.inventory = {}
def add_product(self, name, price, quantity):
if name in self.inventory:
print(f"商品 {name} 已存在")
return
self.inventory[name] = {
'price': price,
'quantity': quantity
}
print(f"已添加商品：{name}")
def update_stock(self, name, quantity_change):
if name not in self.inventory:
print(f"商品 {name} 不存在")
return
new_quantity = self.inventory[name]['quantity'] + quantity_change
if new_quantity < 0:
print("库存不足")
return
self.inventory[name]['quantity'] = new_quantity
print(f"已更新 {name} 的库存，当前库存：{new_quantity}")
def check_stock(self, name):
if name in self.inventory:
return self.inventory[name]['quantity']
return 0
def generate_report(self):
print("\n库存报告:")
print("-" * 40)
print(f"{'商品名称':<15}{'价格':>8}{'库存':>8}{'总值':>12}")
print("-" * 40)
for name, info in self.inventory.items():
total = info['price'] * info['quantity']
print(f"{name:<15}{info['price']:>8.2f}{info['quantity']:>8}"
f"{total:>12.2f}")
print("-" * 40)
print(f"库存总值：{self.get_total_value():.2f}")
def get_total_value(self):
return sum(info['price'] * info['quantity']
for info in self.inventory.values())
# 使用示例
inventory = InventorySystem()
inventory.add_product("苹果", 5.0, 100)
inventory.add_product("香蕉", 3.5, 150)
inventory.add_product("橙子", 4.0, 80)
inventory.update_stock("苹果", -20) # 减少20个苹果
inventory.update_stock("香蕉", 50) # 增加50个香蕉
inventory.generate_report()
算法实现
困难 练习1：LRU缓存实现
使用字典实现一个LRU（最近最少使用）缓存。要求：
- 设置缓存容量上限
- 支持获取和存储操作
- 当缓存满时，删除最久未使用的项
- 访问项时更新其为最近使用
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from collections import OrderedDict
class LRUCache:
def __init__(self, capacity):
self.capacity = capacity
self.cache = OrderedDict()
def get(self, key):
if key not in self.cache:
return -1
# 移动到末尾（最近使用）
value = self.cache.pop(key)
self.cache[key] = value
return value
def put(self, key, value):
if key in self.cache:
self.cache.pop(key)
elif len(self.cache) >= self.capacity:
# 删除最久未使用的项（第一个）
self.cache.popitem(last=False)
self.cache[key] = value
# 使用示例
cache = LRUCache(2) # 容量为2的缓存
cache.put(1, 1)
cache.put(2, 2)
print(cache.get(1)) # 返回 1
cache.put(3, 3) # 删除 key 2
print(cache.get(2)) # 返回 -1 (未找到)
cache.put(4, 4) # 删除 key 1
print(cache.get(1)) # 返回 -1 (未找到)
print(cache.get(3)) # 返回 3
print(cache.get(4)) # 返回 4