Les dictionnaires, type `dict`⚓︎

Introduction⚓︎

Point de cours 1

Un dictionnaire en Python est une structure de données qui permet d'associer des clés à des valeurs. Contrairement aux listes, les éléments d'un dictionnaire ne sont pas ordonnés et sont accessibles par leur clé et non via leur position dans le dictionnaire.

En Python, un dictionnaire est de type dict, il est délimité par des accolades et les associations entre clef et valeur sont notées clef: valeur et les différentes associations sont séparées par une virgule.

🐍 Script Python

eleve = {'nom': 'Dupont', 'prénom': 'Jean-Louis', 'Âge': 50}
# accès au prénom
print(eleve['prénom'])

Pourquoi utiliser les dictionnaires ?

Les dictionnaires sont des p-uplets nommés, permettant d'accéder aux éléments via une clé plutôt que par un indice, ce qui rend l'accès aux données plus expressif et compréhensible.

Comparons un tuple et un dictionnaire contenant les mêmes informations :

Utilisation d'un tuple

🐍 Script Python

personne_tuple = ("Dupont", "Jean", "06.12.34.56.78")
print(personne_tuple[2])  # Pas très explicite

Utilisation d'un dictionnaire

🐍 Script Python

personne_dico = {"nom": "Dupont", "prénom": "Jean", 
                "téléphone": "06.12.34.56.78"}
print(personne_dico["téléphone"])  # Plus clair et lisible

Attention

Un dictionnaire est l'analogue d'une fonction en mathématiques.

En mathématiques, une fonction \(f\) n'associe à un \(x\) fixé qu'une seule image possible \(f(x)\). En revanche, un même \(y\) peut être l'image \(y=f(x_{i})\) de plusieurs \(x_{i}\) distincts appelés antécédents.

De même, une clef ne peut apparaître qu'une seule fois dans un dictionnaire mais une même valeur peut être associée à plusieurs clefs distinctes.

Mathématiques	Programmation
Fonction	Dictionnaire
Antécédent	Clef
Image	Valeur

Cas d'utilisation des dictionnaires

Les dictionnaires sont particulièrement utiles dans plusieurs cas :

Métadonnées EXIF : Stocker des informations sur les images (taille, date, appareil photo utilisé).
Extraction de fichiers CSV : Associer des en-têtes de colonnes à leurs valeurs pour un accès rapide.
Indexation de données : Associer un identifiant unique à une information (ex : numéros d'étudiants et notes).
Stockage de configurations : Enregistrer des paramètres d'une application.

Dictionnaires en Python⚓︎

Création d'un dictionnaire

Plusieurs méthodes sont possibles pour créer un dictionnaire de type dict :

🐍 Script Python

# Création par extension
dico = {"nom": "Alice", "âge": 25, "ville": "Paris"}

# Création avec le constructeur dict
dico2 = dict(nom="Bob", âge=30, ville="Lyon")

# Création par compréhension
carres = {x: x**2 for x in range(1, 6)}

# création d'un dictionnaire vide
dico_vide1 = {}  # avec délimiteurs
dico_vide2 = dict()  # avec constructeur

Accès, modification et suppression

Les dictionnaires sont des objets mutables en Python, ils sont accessibles en lecture ou écriture comme les objets de type list. Pour rappel les objets de type tuple sont juste accessibles en lecture.

🐍 Script Python

# Accéder à une valeur
print(dico["nom"])  # Affiche "Alice"

# Modifier ou ajouter une valeur
dico["âge"] = 26  # Modification
dico["pays"] = "France"  # Ajout

# Supprimer une entrée
del dico["ville"]

Différences entre liste et dictionnaire

Les méthodes append et insert n'existent pas pour un dictionnaire car il n'y a pas de notion d'ordre d'insertion. En revanche la méthode pop existe.

La fonction sorted ne trie que les clefs et la méthode sort n'est pas définie. Enfin, les fonctions min et max n'opèrent de même que sur les clefs.

Type	Opération	Syntaxe
`list`	ajout d'un élément à la fin	`lis.append(element)`
`dict`	ajout d'une association `clef: valeur`	`dico[clef] = valeur`
`list`	extraire l'élément d'index `k`	`lis.pop(k)`
`dict`	extrait la valeur associée à la `clef`	`dico.pop(clef)`

Un petit exemple avec le nombre de titres de champions de France de Football en 2025 :

🐍 Script Python

>>> titres = {'PSG': 12, 'ASSE': 10, 
             'OM': 10,  'ASM': 8, 'OL': 7}
>>> titres['OM'] = titres['OM'] - 1 
# Affaire OM/VA le titre de 1993 est retiré pour tricherie
>>> titres['FCNA'] = 8 # on avait oublié le FC Nantes !
>>> titres.pop('PSG') # exclu pour concurrence déloyale
12
>>> titres
{'ASSE': 10, 'OM': 9, 'FCNA': 8, 'ASM': 8, 'OL': 7}
>>> sorted(titres) # on ne trie que les clefs
['ASM', 'ASSE', 'FCNA', 'OL', 'OM']

Objets mutables ou immuables

Type	Propriété	Sens
`list`, `dict`	mutable	acessible en lecture et écriture
`tuple`, `int`, `bool`, `str`	immuable	accessible en lecture seule / non modifiable

Attention, dans les associations clef: valeur d'un dictionnaire, la clef ne peut être que d'un type immuable c'est-à-dire non modifiable en écriture : tuple, int, bool, str. Il n'y a pas de restriction sur le type de la valeur.

🐍 Script Python

# un dictionnaire dont les valeurs sont des listes
carnet_notes = {'Alex' :[14, 11, 13], 'Sabri': [18, 15, 14]}
# valeur d'une position (ligne, colonne) dans un jeu de plateau
# on peut utiliser des tuples comme clefs car ils sont immuables
valeur = {(1, 2): 10, (4, 5): -1}
# on ne pourrait pas utiliser [1, 2] et [4, 5] comme clefs

Parcours d'un dictionnaire

Trois méthodes de parcours d'une dictionnaire sont possibles. Le parcours par index n'est pas possible car il n'y a pas d'index dans un dictionnaire mais des clefs.

🐍 Script Python

# Parcours par les clés
for cle in dico.keys():
    print(cle)

# Syntaxe simplifiée pour le parcours par les clés
for cle in dico:
    print(cle)

# Parcours par les valeurs
for valeur in dico.values():
    print(valeur)

# Parcours par paires clé-valeur
for cle, valeur in dico.items():
    print(f"{cle}: {valeur}")

Complexité des opérations sur un dictionnaire⚓︎

Test d'appartenance

Une clef peut être présente au plus une fois dans un dictionnaire. Pour tester si une clef est présente dans un dictionnaire on utilisera l'opérateur in qui est très efficace (voir ci-dessous) :

Test	Syntaxe
`clef` présente dans `dico`	`clef in dico`
`clef` pas présente dans `dico`	`clef not in dico`

Une valeur peut être présente plusieurs fois dans un dictionnaire. Compter le nombre d'occurrences d'une valeur cible nécessite une boucle :

🐍 Script Python

def nombre_occurrence(cible, dico):
    n = 0
    for clef, valeur in dico.items():
        if valeur == cible:
            n = n + 1
    return n

Point de cours 2

En Python un dictionnaire de type dict est implémenté par une table de hachage qui permet des opérations très performantes en temps constant. Pour rechercher si une clef est présente dans un dictionnaire, inutile de parcourir toutes les clefs comme on le ferait pour une recherche séquentielle dans une liste, la fonction de hachage permet de déterminer si la clef est présente gràce à un calcul reposant sur l'arithmétique modulaire (mathématiques expertes au lycée).

En revanche, ce qu'on gagne en temps, on le perd en mémoire car la structure de données d'une table de hachage est complexe : l'empreinte mémoire de l'implémentation d'un objet de type dict est beaucoup plus importante que pour un objet de type list.

Structure de données	Taille de l'entrée	Coût de la recherche d'une clef dans le pire cas	Notation mathématique
Liste/tableau	\(n\)	linéaire, proportionnel à \(n\)	\(O(n)\)
Dictionnaire	\(n\)	constant, ne dépend pas de \(n\)	\(O(1)\)

🐍 Script Python

# Recherche dans une liste (O(n))
liste_noms = ["Nom1", "Nom2", ..., "Nom9999"]
nom_recherche = "Nom10000"
print(nom_recherche in liste_noms)  # Parcours potentiel de tous les éléments

# Recherche dans un dictionnaire (O(1))
dico_noms = {"Nom1": 1, "Nom2": 2, ..., "Nom9999": 9999}
print("Nom10000" in dico_noms)  
# Recherche immédiate grâce au hachage

Structures de données imbriquées⚓︎

Dictionnaires imbriqués

On utilise souvent des listes de dictionnaires pour représenter les données d'un fichier CSV sous forme de table comme dans un tableur.

Exemple avec un fichier CSV

Fichier etudiants.csv :

📋 Texte

nom,âge,note
Alice,20,15
Bob,22,12
Charlie,19,17

Représentation en liste de dictionnaires en Python :

🐍 Script Python

etudiants = [
    {"nom": "Alice", "âge": 20, "note": 15},
    {"nom": "Bob", "âge": 22, "note": 12},
    {"nom": "Charlie", "âge": 19, "note": 17}
]
print(etudiants[1]["nom"])  # Affiche "Bob"

Pour les données hiérarchisées, le format de fichier JSON est très courant sur les plateformes d'Open Data. On peut naturellement représenter des données au format JSON en Python sous la forme d'un dictionnaire de dictionnaires

Exemple avec un fichier JSON

Fichier villes.json :

JSON

{
    "Paris": {"latitude": 48.8566, "longitude": 2.3522},
    "Londres": {"latitude": 51.5074, "longitude": -0.1278},
    "New York": {"latitude": 40.7128, "longitude": -74.0060}
}

Représentation en dictionnaire de dictionnaires Python :

🐍 Script Python

villes = {
    "Paris": {"latitude": 48.8566, "longitude": 2.3522},
    "Londres": {"latitude": 51.5074, "longitude": -0.1278},
    "New York": {"latitude": 40.7128, "longitude": -74.0060}
}
print(villes["Paris"]["latitude"])  # Affiche 48.8566

Mutabilité et partage de référence⚓︎

Pièges de la mutabilité

Comme les listes, les dictionnaires en Python sont des objets mutables, ce qui signifie qu'ils peuvent être modifiés après leur création. Il faut être vigilant lorsqu'on réalise des copies de dictionnaires, car une simple affectation partage la même référence en mémoire.

Partage de référence

L'affectation d'un dictionnaire à un nouveau nom de variable ne fait pas une copie mais crée un alias, un nouveau nom, qui partage la référence vers le même dictionnaire.

Exemple sur Pythontutor.

🐍 Script Python

dico1 = {"nom": "Alice", "âge": 25}
dico2 = dico1  # dico2 référence le même objet que dico1
dico2["âge"] = 30
print(dico1["âge"])  
# Affiche 30, car dico1 et dico2 pointent vers le même objet

Copie indépendante

La fonction deepcopy du module copy permet de faire une copie en profondeur d'un dictionnaire en déréférençant tous les objets mutables imbriqués dans la structure.

Exemple sur Pythontutor

🐍 Script Python

import copy
dico1 = {"nom": "Alice", "âge": 25}
dico2 = copy.deepcopy(dico1)  # Création d'une copie indépendante
dico2["âge"] = 30
print(dico1["âge"]) 
# Affiche 25, car dico1 et dico2 sont maintenant distincts

QCM de synthèse⚓︎

Chaque question comporte une seule bonne réponse parmi les quatre proposées.

Question 1⚓︎

On considère une variable telle que :

🐍 Script Python

mots = ["chat", "chien", "éléphant"]

qui contient une liste de mots de type str. Comment générer un dictionnaire longueurs qui associe à chaque mot de la liste sa longueur ?

On devrait avoir :

🐍 Script Python

longueurs = {'chat': 4, 'chien': 5, 'éléphant': 8}

Le code doit fonctionner quelle que soit la valeur de la variable mots.

A) longueurs = {m for m in mots: len(m)}
B) longueurs = {m: len(m) for m in range(len(mots))}
C) longueurs = {m: len(m) for m in mots}
D) longueurs = {m: len(m) for m, len(m) in mots.items()}

Question 2⚓︎

Soit le dictionnaire :

🐍 Script Python

legumes = {'carotte': 3, 'tomate': 5, 'courgette': 2}

Comment accéder à la quantité de tomates ?

A) legumes['tomate']
B) legumes[1]
C) legumes('tomate')
D) legumes(1)

Question 3⚓︎

On définit une variable repertoire ainsi :

🐍 Script Python

repertoire = [{'nom': 'Francette', 'poste': 412},
              {'nom': 'Jeanne', 'poste': 222},
              {'nom': 'Éric', 'poste': 231}]

Quelle expression permet d’accéder au poste d’Éric ?

A) repertoire[2]['poste']
B) repertoire['poste'][2]
C) repertoire['Éric']['poste']
D) repertoire['Éric']

Question 4⚓︎

Étant donné le dictionnaire :

🐍 Script Python

res = {"Donald": 10, "Edger": 7, "Grace": 9, "Ada": 6}

Comment sélectionner les élèves ayant un score inférieur à 8 ?

A)

🐍 Script Python

sb = {nom: score if score < 8 for nom, score in res.items()}

B)

🐍 Script Python

sb = {nom: score for nom, score in res if score < 8}

C)

🐍 Script Python

sb = {nom: score for nom, score in res.items() if score < 8}

D)

🐍 Script Python

sb = {nom: score for nom, score in res.values() if score < 8}

Question 5⚓︎

On considère le dictionnaire :

🐍 Script Python

apprenants = {'Maxime': 15, 'Julie': 15, 'Alexandre': 17, 'Sophie': 16}

Comment ajouter Thomas, 16 ans ?

A) apprenants['Thomas'] = 16
B) apprenants.append('Thomas', 16)
C) apprenants.add('Thomas', 16)
D) apprenants.insert('Thomas', 16)

Question 6⚓︎

Soit le dictionnaire :

🐍 Script Python

monuments = {"France": "Notre-Dame", "Italie": "Colisée",
             "Corée du Nord": "Monument Mansudae", "Angleterre": "Big Ben"}

Vous souhaitez afficher chaque paire pays-monument sous la forme :

📋 Texte

Le monument emblématique de [pays] est [monument].

en itérant sur le dictionnaire. Quelle est la syntaxe correcte pour réaliser cette opération ?

A)

🐍 Script Python

for pays in monuments.keys():
    print("Le monument emblématique de " + pays + " est " + monuments[pays])

B)

🐍 Script Python

for monument, pays in monuments.items():
    print("Le monument emblématique de " + pays + " est " + monument)

C)

🐍 Script Python

for pays in monuments.values():
    print("Le monument emblématique de " + pays + " est " + monuments[pays])

D)

🐍 Script Python

for pays, monument in monuments:
    print("Le monument emblématique de " + pays + " est " + monument)

Les dictionnaires, type dict⚓︎

Introduction⚓︎

Dictionnaires en Python⚓︎

Complexité des opérations sur un dictionnaire⚓︎

Structures de données imbriquées⚓︎

Mutabilité et partage de référence⚓︎

QCM de synthèse⚓︎

Question 1⚓︎

Question 2⚓︎

Question 3⚓︎

Question 4⚓︎

Question 5⚓︎

Question 6⚓︎

Les dictionnaires, type `dict`⚓︎