辞書 — キーと値のペア

解決する問題

3人の点数を保存する必要があります — どの点数が誰のものか、それが分かるように。

リストでできるのは1通りだけです：並べた2つのリスト。

names = ["rafi", "ahmed", "bilal"]
marks = [72, 45, 90]

print(names[1], marks[1])

ahmed 45

動きます。そしてその並べ方はあなた自身の注意力だけで成り立っていて、Pythonの助けはまったくありません。

namesに人を足してmarksを忘れたら？2つのリストの長さが違って、そこからnames[2]とmarks[2]は別の2人を指すようになります。Pythonは一言も言いません。namesをソートしたら？関係は完全に壊れ、しかも黙って壊れます。

根本はここです：2つのものの関係が、どこにも書き留められていません。関係は「同じインデックス」というだけ — いつでも壊れ得る偶然にすぎません。

辞書は、その関係をコードの中に書き込みます。インデックスの代わりに名前を使い、その組を1か所にまとめて持ちます。

この章を終える頃には

• 辞書を作り、キーで値を取り出せる
• .get()でKeyErrorを避け、それぞれが適切なのはいつか分かる
• キーの追加・変更・削除ができる
• .keys()、.values()、.items()で辞書を走査できる
• リストがキーになれないのにタプルはなれる理由を説明できる

前提条件: タプルとアンパッキング.

辞書 — キーと値のペア

中括弧の中に、key: valueのペアを入れます：

marks = {"rafi": 72, "ahmed": 45, "bilal": 90}

print(marks)
print(marks["ahmed"])
print(len(marks))

{'rafi': 72, 'ahmed': 45, 'bilal': 90}
45
3

marks["ahmed"] — インデックスではなく名前です。しかもその名前はコードの中にあり、半年後に読んでも、何を要求しているのかが分かります。

len()はペアを数えます：3つ。

順序について一言。 Python 3.7以降、辞書は入れた順序を覚え、その順に表示します。ただし辞書は位置ではなく名前で調べるものです — marks[0]と書くと、Pythonは数のゼロというキーを探しますが見つからず、KeyError: 0で止まります。

存在しないキー — KeyErrorと.get()

marks = {"rafi": 72}
print(marks["dia"])

KeyError: 'dia'

KeyErrorは「その名前のキーがない」という意味です。同じ間違いをリストでするとIndexErrorが出ました — 同じ種類のエラーに対する、違う名前です。

止まる代わりに安全な答えを得るには、.get()を使います：

marks = {"rafi": 72}

print(marks.get("dia"))
print(marks.get("dia", 0))
print(marks.get("rafi", 0))

None
0
72

2つ目の引数は「なかったらこれをくれ」という意味です。与えないとNoneが返ります。

どっちを、いつ使う？ キーが本来あるべきものならmarks["rafi"]と書きます — ないことはバグなので、KeyErrorがすぐにお知らせしてくれます。キーがないことが正常なら.get()を使います。どこでも.get()に頼ると、悪いデータが黙ってすり抜けます。それこそ見つけたかった悪いデータなのに。

追加・変更・削除

marks = {"rafi": 72}

marks["dia"] = 88
marks["rafi"] = 75

print(marks)

del marks["rafi"]
print(marks)

{'rafi': 75, 'dia': 88}
{'dia': 88}

同じ行が2つの仕事をします：キーがなければ追加し、あれば置き換える。専用の「追加」メソッドはありません。

そこから重要なルールが生まれます — キーは1回しか現れません：

marks = {"rafi": 72, "rafi": 90}
print(marks)

{'rafi': 90}

エラーはありません。2つ目が1つ目を黙って消しました。これはファイルからデータを読み込むとき日常的に起きる話で、記録が消えるよくある原因です。

inはキーを検索し、値は検索しない

marks = {"rafi": 72, "ahmed": 45}

print("rafi" in marks)
print(72 in marks)

True
False

72は確かに値としてはありますが、inが見るのはキーだけです。値を検索したいなら、そう伝える必要があります：72 in marks.values()。

走査する3つの方法

marks = {"rafi": 72, "ahmed": 45}

for name in marks:
    print(name)

print("---")
for name, mark in marks.items():
    print(name, mark)

print("---")
print(list(marks.keys()))
print(list(marks.values()))

rafi
ahmed
---
rafi 72
ahmed 45
---
['rafi', 'ahmed']
[72, 45]

1つ目は注目に値します：for name in marksが返すのはキーで、値ではありません。初めて見ると誰でも驚きます。

両方欲しいときは、.items()がそのつどタプルを返します — それをname, markがアンパッキングします。前章で学んだアンパッキングが役を発揮するのはここです。

値に対して計算をするときは.values()：

marks = {"rafi": 72, "ahmed": 45, "bilal": 90}

print(sum(marks.values()))
print(max(marks.values()))
print(round(sum(marks.values()) / len(marks), 2))

207
90
69.0

何がキーになれるのか

キーになれるのは変更できないものだけです。テキスト、数、タプルはどれもできます。リストはできません：

d = {}
d[["a", "b"]] = 1

TypeError: unhashable type: 'list'

「ハッシュできない（unhashable）」という言葉は、分解して考える価値があります。辞書がこれほど速く探せるのは、各キーから数を計算して、その数で正しい場所にまっすぐ行くからです。後からキーが変わり得たら、その数は間違ってしまい、エントリは失われます。ですからPythonは、変更できるものをキーにすること自体を拒否します。

タプルは変わりません。だから優秀なキーになります：

grid = {}
grid[(0, 0)] = "start"
grid[(1, 2)] = "tree"

print(grid)
print(grid[(1, 2)])

{(0, 0): 'start', (1, 2): 'tree'}
tree

前章で、タプルが変更できないことは利点だと言いました。これがその最初の実証です。

いちばん使えるパターン — 数える

words = ["pen", "bag", "pen", "ink", "pen"]
counts = {}

for word in words:
    counts[word] = counts.get(word, 0) + 1

print(counts)

{'pen': 3, 'bag': 1, 'ink': 1}

この行は内側から読みます：counts.get(word, 0)は「この単語の今の数をくれ。まだなければゼロ」と言っています。そこに1を足して、結果を戻します。

ここで働いているのは.get()のデフォルト値です — それがなければ、新しい単語のたびにKeyErrorが出るので、if word in counts:と2つの分岐が必要になります。この1行のパターンは何度も書くことになります。

完全な例

marks.py：

# A dictionary keeps a name attached to its value
marks = {"rafi": 72, "ahmed": 45, "bilal": 90, "dia": 88}

print("Everyone:")
for name, mark in marks.items():
    status = "pass" if mark >= 40 else "fail"
    print(f"  {name:<8} {mark:>3}  {status}")

print()
print("Count    :", len(marks))
print("Total    :", sum(marks.values()))
print("Average  :", round(sum(marks.values()) / len(marks), 2))
print("Highest  :", max(marks.values()))

best = max(marks, key=marks.get)
print("Best     :", best, marks[best])

print("Has dia  :", "dia" in marks)
print("Missing  :", marks.get("nadia", "not recorded"))

marks["dia"] = 91
marks["nadia"] = 60
del marks["ahmed"]

print()
print("After edits:", marks)

Everyone:
  rafi      72  pass
  ahmed     45  pass
  bilal     90  pass
  dia       88  pass

Count    : 4
Total    : 295
Average  : 73.75
Highest  : 90
Best     : bilal 90
Has dia  : True
Missing  : not recorded

After edits: {'rafi': 72, 'bilal': 90, 'dia': 91, 'nadia': 60}

気づく価値のあることが3つあります。

status = "pass" if mark >= 40 else "fail"は条件を1行で書く方法で、真ん中から外側へ読んでいきます：「mark >= 40なら"pass"、そうでなければ"fail"」。第9章の4行のif/elseは、ここでは単一の値を選んでいるだけなので、1行で足ります。本当の判断にはちゃんとifを書きましょう — この形は2つの値から1つを選ぶためだけのものです。

max(marks, key=marks.get)は、第13章のkey=が新しい仕事をしている姿です。（ここでのkey=はmaxの引数の名前で、辞書のキーではありません。）max(marks)なら最大のキー、つまりアルファベット順で最後の名前が返ります。key=marks.getは、代わりに値で各キーを比べるよう指示するので、最も高い点の名前が返ります。点数の最大は簡単（max(marks.values())）なのに、誰の点かを知るにはこの小ワザが必要なことに注目してください。

最後の行の順序。diaはすでにいたので、変わったのは値だけで、位置は変わりません。nadiaは新しいので、末尾に追加されました。ahmedは消えました。辞書は挿入順を覚えていますし、値の置き換えはそれを乱しません。

うまくいかないとき

KeyError: 'dia' その名前のキーがありません。綴りと大文字・小文字を確認しましょう — "Rafi"と"rafi"は別のキーです。ファイルから読んだキーには、よく末尾の空白が付いています。print(list(d.keys()))とすれば、各キーがクォート付きで表示されるので見えます。キーがないことが正常なら.get()を使いましょう。

TypeError: unhashable type: 'list' リストをキーにしようとしたものです。タプルを使いましょう — tuple(my_list)が1つ作ります。

for x in my_dictが値を返してこない 返してこないのが正解です — 返るのはキーだからです。値には.values()、両方には.items()を使いましょう。

2つのキーが同じになって、記録が消えた キーは1回しか存在せず、後のほうが前のを黙って置き換えます。1つの名前で複数の記録を持ちたいときは、値をリストにするのです — それは第17章の題材です。

KeyError: 0 my_dict[0]と書いて、リストであるかのように先頭の要素を要求しています。辞書に位置はありません。0はキーとして検索され、そのようなキーがなければKeyError: 0が出ます。本当に最初のペアが必要なら、list(my_dict.items())[0]と書きます。

辞書に.sort()は使えない その通りです — 辞書には.sort()はありません。sorted(d.items())がソート済みのリストを返します。たいていそれが欲しいものでした。

やってみよう

stock.pyというファイルを書き、6品目以上の商品を保持する辞書を作りましょう。キーは商品名、値は価格です。

そして：

1. 各商品と価格を列を揃えて表示する
2. 合計・平均・最高・最低の価格を表示する
3. 最も高い商品の値段だけでなく、名前を探す
4. 商品を1つ追加し、価格を1つ変更し、商品を1つ削除してから、もう一度すべて表示する
5. .get()を使って、存在しない商品を、メッセージをデフォルト値にして問い合わせる

次に数えるプログラムを書きましょう：リストにいくつかの単語を入れ、いくつかは繰り返しておき、counts.get(word, 0) + 1のパターンで、それぞれが何回現れるかを数えます。

最後に意図的に壊しましょう：角括弧で存在しないキーを要求し、リストをキーにしようとしてみます。2つの違うエラーが返ってきます — どれがどれで、なぜそうなのかを自分で説明できるようになりましょう。