M4　容器

1容器：把很多個值放在一起 Containers

M3 的值都是單獨一個：一個價錢、一個書名。真實的資料總是一組一組的，容器就是把很多個值放在一起的值。Python 最常用的容器有四種：

前兩種最重要：JSON 和 YAML 讀入 Python 之後，只會出現 list 和 dict。

2list：有次序的一串 Lists

list 裏的每一項都有一個位置，叫做索引（index），由 0 開始數：

tags = ["python", "json", "yaml"]

tags[0]          # 'python'：第一項
tags[-1]         # 'yaml'：負數由尾數起，-1 是最後一項
tags[1:3]        # ['json', 'yaml']：由第 1 項到第 3 項之前
len(tags)        # 3
"json" in tags   # True

list 可以修改：

tags.append("csv")    # 在尾加一項
tags[0] = "Python"    # 修改第一項

3dict：用名字找值 Dictionaries

dict 存的是一對一對的「鍵：值」。用鍵（key）來找值，不用記它排第幾：

book = {"title": "看得見的資料", "pages": 120}

book["title"]             # '看得見的資料'
book["price"] = 120       # 加一個新的鍵，或者修改已有的鍵
"pages" in book           # True：檢查有沒有這個鍵
list(book.keys())         # ['title', 'pages', 'price']

用一個不存在的鍵，會報 KeyError：

book["isbn"]   →   KeyError: 'isbn'

資料裏有些欄位不一定有（例如有些書沒有 ISBN），用 get() 比較安全：鍵不存在時，它回傳 None 或你指定的預設值，而不是報錯。

book.get("isbn")          # None
book.get("isbn", "未有")   # '未有'

4巢狀：JSON 的樣子 Nesting

容器裏面可以再放容器。M0 那本書讀入 Python 之後，就是一個 dict，裏面有一個 list 和另一個 dict：

這裏的 book 換成了 M0 的 book.json 讀入後的那個 dict，不是上一節那個只有 title、pages、price 的小 dict（用它寫 book["author"] 會報 KeyError）。由外而內，每進一層就加一對方括號：

book = json.loads(Path("book.json").read_text(encoding="utf-8"))   # M0 的書

book["author"]            # {'name': '陳大文', 'email': None}
book["author"]["name"]    # '陳大文'
book["tags"][0]           # 'python'

一間書店的庫存，就是一個 list，裏面每一項是一本書的 dict。這是最常見的資料形狀：

books = [
    {"title": "看得見的資料", "price": 120, "stock": 3},
    {"title": "給初學者的 Python", "price": 180, "stock": 0},
]

books[1]["title"]     # '給初學者的 Python'
len(books)            # 2：有幾本書

讀路徑的方法：books[1]["title"] 由左至右讀作「books 的第 1 項（即第二本書）的 title」。

5tuple 和 set Tuples and sets

tuple 和 list 很像，但建立後不能修改，適合放一組固定在一起的值，例如座標：

position = (22.3, 114.1)
position[0]        # 22.3
position[0] = 0    # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

set 只記「有沒有」，自動去掉重複的值，而且沒有次序（印出來的次序每次可能不同）：

set(["python", "json", "python"])          # {'json', 'python'}
{"python", "json"} | {"yaml", "json"}      # 合併：{'json', 'python', 'yaml'}

JSON 沒有這兩種容器：tuple 寫成 JSON 時變成陣列，讀回來就是 list；set 不能直接寫成 JSON，要先用 list() 轉換。

選哪一種容器，可以這樣問：

flowchart LR
    Q1{"要用名字找值嗎？"} -->|是| D["dict"]
    Q1 -->|否| Q2{"只關心有沒有、<br/>不要重複？"}
    Q2 -->|是| S["set"]
    Q2 -->|否| Q3{"建立後還會修改嗎？"}
    Q3 -->|會| L["list"]
    Q3 -->|不會| T["tuple"]
    classDef q fill:#ffffff,stroke:#d3d1cb,color:#37352f
    classDef a fill:#f1f1ef,stroke:#d3d1cb,color:#37352f
    class Q1,Q2,Q3 q
    class D,S,L,T a

6同一個容器，兩個名字 One container, two names

M3 說過，變數只是貼在值上的名字。這件事在容器上有一個重要的後果：

a = ["python"]
b = a              # b 和 a 貼在同一個 list 上
b.append("json")
a                  # ['python', 'json']：a 也「變」了

b = a 沒有複製出第二個 list，只是給同一個 list 多貼了一個名字。透過任何一個名字修改它，用另一個名字看到的也是修改後的樣子。

要一個獨立的副本，用 copy()：

a = ["python"]
c = a.copy()
c.append("json")
a                  # ['python']：不受影響

copy() 只複製最外一層。如果 list 裏面放的是 dict（例如書店的 books），副本和原本仍然共用那些 dict：改副本裏某本書的價錢，原本那本也會改。練習的最後一題會讓你親眼看到。

7容易混淆 Easily confused

8動手：書店目錄 Hands-on: the bookshop catalogue

1. 下載 m4-bookshop-catalog.ipynb 和 catalog.yaml，放進 python-course 資料夾；
2. 執行 uv run jupyter lab，打開 notebook，逐格執行。

小書店把目錄整理成一份 YAML：每本書有書名、價錢、庫存、標籤，以及一個作者的 dict。你要沿着路徑取出資料、處理有些作者沒有電郵的情況、加入一本新書、用 set 列出全店所有標籤，最後親手撞一次「兩個名字、一個容器」。