Como Usar os Métodos keys() e values() para Obter Chaves e Valores de Dicionários no Python

Python possui uma estrutura de dados conveniente chamada dicionário, que oferece métodos para obter facilmente suas chaves e valores. Neste artigo, abordaremos a estrutura básica dos dicionários, como usar os métodos keys() e values(), além de exemplos práticos e exercícios para aprofundar o entendimento da programação em Python. Com exemplos concretos, explicaremos claramente como manipular dicionários.

Estrutura Básica do Dicionário

O dicionário em Python é uma estrutura de dados que mantém pares de chave e valor. Os dicionários são delimitados por {}, e as chaves e valores são separados por dois pontos. Com o uso de dicionários, é possível associar nomes a valores e gerenciar dados de forma eficiente.

Criação de Dicionários

A forma básica de criar um dicionário em Python é a seguinte:

# Criar um dicionário vazio
my_dict = {}

# Criar um dicionário com chaves e valores
my_dict = {'Nome': 'Taro', 'Idade': 25, 'Profissão': 'Engenheiro'}

Manipulação de Dicionários

Vamos explicar como acessar chaves e valores de um dicionário, além de métodos para adicionar, atualizar e excluir itens.

# Obter o valor de uma chave no dicionário
name = my_dict['Nome']  # 'Taro'

# Adicionar uma nova chave e valor ao dicionário
my_dict['Endereço'] = 'Tóquio'

# Atualizar o valor de uma chave
my_dict['Idade'] = 26

# Excluir uma chave e seu valor
del my_dict['Profissão']

Fundamentos do Método keys()

O método keys() é usado para obter todas as chaves de um dicionário. Com este método, você pode facilmente obter uma lista de todas as chaves no dicionário.

Como Usar o Método keys()

Explicaremos como usar o método keys() de um dicionário.

# Definição do dicionário
my_dict = {'Nome': 'Taro', 'Idade': 25, 'Profissão': 'Engenheiro'}

# Usar o método keys() para obter uma lista de chaves
keys = my_dict.keys()
print(keys)  # dict_keys(['Nome', 'Idade', 'Profissão'])

O método keys() retorna um objeto de visualização contendo todas as chaves do dicionário. Esse objeto de visualização pode ser tratado como uma lista, mas é dinamicamente vinculado ao conteúdo do dicionário.

Convertendo Chaves em Lista

Para tratar as chaves obtidas como uma lista, use a função list() para convertê-las.

# Converter o objeto de visualização das chaves em uma lista
keys_list = list(my_dict.keys())
print(keys_list)  # ['Nome', 'Idade', 'Profissão']

Com o uso do método keys(), você pode facilmente entender a estrutura geral do dicionário e utilizá-lo em processos subsequentes.

Fundamentos do Método values()

O método values() é usado para obter todos os valores de um dicionário. Com este método, você pode facilmente obter uma lista de todos os valores no dicionário.

Como Usar o Método values()

Explicaremos como usar o método values() de um dicionário.

# Definição do dicionário
my_dict = {'Nome': 'Taro', 'Idade': 25, 'Profissão': 'Engenheiro'}

# Usar o método values() para obter uma lista de valores
values = my_dict.values()
print(values)  # dict_values(['Taro', 25, 'Engenheiro'])

O método values() retorna um objeto de visualização contendo todos os valores do dicionário. Esse objeto de visualização pode ser tratado como uma lista, mas é dinamicamente vinculado ao conteúdo do dicionário.

Convertendo Valores em Lista

Para tratar os valores obtidos como uma lista, use a função list() para convertê-los.

# Converter o objeto de visualização dos valores em uma lista
values_list = list(my_dict.values())
print(values_list)  # ['Taro', 25, 'Engenheiro']

Com o uso do método values(), você pode facilmente acessar todos os valores do dicionário e utilizá-los em processos subsequentes.

Exemplos de Aplicação de keys() e values()

Aqui apresentaremos exemplos de aplicação que utilizam os métodos keys() e values(). Isso permitirá manipular dicionários de forma mais flexível.

Exibindo Chaves e Valores Combinados

Exibir as chaves e valores de um dicionário juntos facilita a visualização do conteúdo do dicionário.

# Definição do dicionário
my_dict = {'Nome': 'Taro', 'Idade': 25, 'Profissão': 'Engenheiro'}

# Usar keys() e values() para exibir chaves e valores combinados
for key, value in zip(my_dict.keys(), my_dict.values()):
    print(f'{key}: {value}')
# Exemplo de saída:
# Nome: Taro
# Idade: 25
# Profissão: Engenheiro

Verificação de Existência de Chave e Obtenção de Valor

Verifique se uma chave existe no dicionário e, se existir, obtenha o valor correspondente.

# Verificação de existência de chave
if 'Nome' in my_dict.keys():
    print('Nome existe')

# Obter o valor
age = my_dict.get('Idade', 'Chave não encontrada')
print(age)  # 25

Invertendo um Dicionário

Troque as chaves e os valores para criar um novo dicionário.

# Inverter o dicionário
reverse_dict = {value: key for key, value in my_dict.items()}
print(reverse_dict)  # {'Taro': 'Nome', 25: 'Idade', 'Engenheiro': 'Profissão'}

Dessa forma, usando os métodos keys() e values(), é possível manipular dicionários de forma eficiente.

Processamento em Loop Usando keys() e values()

O processamento em loop com os métodos keys() e values() permite manipular o conteúdo do dicionário de maneira eficiente. A seguir, explicaremos como fazer isso com exemplos específicos.

Loop Usando Chaves

Use o método keys() para obter todas as chaves de um dicionário e executar um loop.

# Definição do dicionário
my_dict = {'Nome': 'Taro', 'Idade': 25, 'Profissão': 'Engenheiro'}

# Loop usando as chaves
for key in my_dict.keys():
    print(f'Chave: {key}, Valor: {my_dict[key]}')
# Exemplo de saída:
# Chave: Nome, Valor: Taro
# Chave: Idade, Valor: 25
# Chave: Profissão, Valor: Engenheiro

Loop Usando Valores

Use o método values() para obter todos os valores de um dicionário e executar um loop.

# Loop usando os valores
for value in my_dict.values():
    print(f'Valor: {value}')
# Exemplo de saída:
# Valor: Taro
# Valor: 25
# Valor: Engenheiro

Loop Usando Chaves e Valores Simultaneamente

Use o método items() para obter simultaneamente chaves e valores e executar um loop.

# Loop usando chaves e valores simultaneamente
for key, value in my_dict.items():
    print(f'Chave: {key}, Valor: {value}')
# Exemplo de saída:
# Chave: Nome, Valor: Taro
# Chave: Idade, Valor: 25
# Chave: Profissão, Valor: Engenheiro

Com o uso dos métodos keys(), values() e items(), você pode processar o conteúdo do dicionário de forma eficiente.

Desempenho dos Métodos keys() e values()

Analisaremos o desempenho dos métodos keys() e values(), apresentando pontos a considerar ao lidar com grandes volumes de dados e métodos para otimizar o desempenho.

Desempenho do Método keys()

O método keys() retorna uma visualização das chaves do dicionário. Essa operação é muito rápida e não depende do tamanho do dicionário. No entanto, ao acessar frequentemente dicionários grandes, é necessário considerar os seguintes pontos:

import time

# Criar um dicionário grande
large_dict = {i: f'value_{i}' for i in range(1000000)}

# Teste de desempenho do método keys()
start_time = time.time()
keys = large_dict.keys()
end_time = time.time()

print(f'Tempo de execução do keys(): {end_time - start_time} segundos')

Desempenho do Método values()

O método values() também retorna uma visualização dos valores do dicionário. Essa operação é rápida, mas converter a visualização para uma lista pode levar tempo, dependendo do tamanho do dicionário.

# Teste de desempenho do método values()
start_time = time.time()
values = large_dict.values()
end_time = time.time()

print(f'Tempo de execução do values(): {end_time - start_time} segundos')

Otimização de Desempenho

Ao lidar com dicionários grandes, é útil otimizar o desempenho armazenando em cache os resultados de keys() ou values() conforme necessário. Se o acesso for frequente, obtenha o resultado uma vez e reutilize-o.

# Otimização com cache
start_time = time.time()
keys_list = list(large_dict.keys())
end_time = time.time()

print(f'Tempo de execução com cache de keys(): {end_time - start_time} segundos')

Conclusão

Os métodos keys() e values() são muito rápidos para operações comuns, mas é importante considerar a otimização de desempenho ao lidar com grandes volumes de dados. Usar cache e métodos apropriados de acesso a dados permite um processamento eficiente.

Exercícios Práticos

Aqui, oferecemos exercícios práticos para aprofundar o entendimento dos métodos keys() e values(). Esses exercícios ajudarão a melhorar suas habilidades na manipulação de dicionários.

Exercício 1: Exibir Chaves e Valores do Dicionário

Use o dicionário abaixo para exibir todas as chaves e valores.

# Definição do dicionário
person = {
    'Nome': 'Hanako',
    'Idade': 30,
    'Profissão': 'Designer',
    'Endereço': 'Osaka'
}

# Exibir chaves e valores
for key in person.keys():
    print(f'{key}: {person[key]}')

Exercício 2: Verificação de Existência de Chave

Verifique se as chaves ‘Nome’ e ‘Gênero’ existem no dicionário e exiba o valor se existir.

# Verificação de existência de chave
keys_to_check = ['Nome', 'Gênero']

for key in keys_to_check:
    if key in person.keys():
        print(f'{key} existe: {person[key]}')
    else:
        print(f'{key} não existe')

Exercício 3: Inverter um Dicionário

Inverta o dicionário abaixo para criar um novo dicionário, onde os valores do dicionário original se tornam as chaves e as chaves se tornam os valores.

# Definição do dicionário
fruit_colors = {
    'apple': 'red',
    'banana': 'yellow',
    'grape': 'purple'
}

# Inverter o dicionário
reverse_fruit_colors = {value: key for key, value in fruit_colors.items()}
print(reverse_fruit_colors)

Exercício 4: Processamento de Dados em Grande Escala

Crie um dicionário com 1 milhão de entradas e meça o tempo de execução dos métodos keys() e values().

import time

# Criar um dicionário grande
large_dict = {i: f'value_{i}' for i in range(1000000)}

# Medir o tempo de execução do método keys()
start_time = time.time()
keys = large_dict.keys()
end_time = time.time()
print(f'Tempo de execução do keys(): {end_time - start_time} segundos')

# Medir o tempo de execução do método values()
start_time = time.time()
values = large_dict.values()
end_time = time.time()
print(f'Tempo de execução do values(): {end_time - start_time} segundos')

Esses exercícios ajudarão a praticar o uso dos métodos keys() e values().

Conclusão

Neste artigo, explicamos desde a estrutura básica dos dicionários no Python até como usar os métodos keys() e values(), com exemplos práticos, processamento em loop, considerações de desempenho e exercícios práticos. Compreender como manipular chaves e valores de dicionários de forma eficiente pode aprimorar suas habilidades de programação em Python. Com os exemplos de código e exercícios apresentados, você poderá ganhar confiança no uso de dicionários. Aplique este conhecimento em seus projetos futuros.