字典与集合（Dict & Set）

学习目标

• 使用字典存储键值对并安全读取；
• 使用集合去重和检查成员关系；
• 选择列表、字典或集合来表达 AI 配置与标签数据。

字典：用键查找值

config = {"learning_rate": 1e-3, "batch_size": 64, "epochs": 10}
print(config["batch_size"])
config["epochs"] = 12
config["device"] = "cpu"

键必须是可哈希对象，常见的是字符串或数字。访问不存在的键会抛出 KeyError；不确定键是否存在时使用 get()：

seed = config.get("seed", 0)

get() 的第二个参数是缺省值，不会把缺省键写入字典。

遍历和嵌套数据

下面的 for 是 Preview：这里关注字典键值结构；循环语法会在 Module 2 正式讲解。

metrics = {"train_loss": 0.42, "valid_loss": 0.51}
for name, value in metrics.items():
    print(f"{name}={value:.2f}")

AI 项目中常见的批次记录可以是字典嵌套列表：

batch = {"images": ["a.png", "b.png"], "labels": [0, 1]}
print(len(batch["images"]))

先明确每个键的含义，再决定是否需要更严格的 dataclass 或数组类型。

集合：去重与成员关系

labels = ["cat", "dog", "cat", "bird"]
unique_labels = set(labels)
print(len(unique_labels))
print("dog" in unique_labels)

集合没有稳定的索引顺序。需要展示时可以 sorted(unique_labels)，但不要把集合当作列表使用。

常见错误与选择

• config["missing"] 会抛出 KeyError，不确定时用 get()。
• set([1, 2, [3]]) 会失败，因为列表不可哈希；可改用元组 (3,)。
• 需要保留顺序时用列表，需要按名称查找时用字典，需要去重时用集合。

快速检查

给定 scores = {"a": 0.8, "b": 0.9}，如何读取 b 并在没有 c 时返回 None？创建一个含重复类别的列表，输出排序后的唯一类别。

练习

★ 基础

创建一个 config 字典，包含学习率、批大小和设备。

★★ 应用

当设备键缺失时默认使用 "cpu"，并打印一行配置摘要。

★★★ 综合

统计一组批次字典中的唯一标签，并保留每个标签第一次出现的顺序。

D2L 衔接

D2L 示例常用字典保存超参数、指标和批次信息，集合则适合检查标签集合或去重索引。下一课会把这些容器的索引、切片和成员操作放在一起比较。