Вложенные структуры

Теория

Реальные данные почти никогда не плоские. Заказ — это номер и статус, но ещё и покупатель (у которого есть имя и город) и список позиций (у каждой — название, цена и количество). В Python такие данные описывают, вкладывая коллекции друг в друга: словарь в словарь, список словарей, словарь списков. Именно в таком виде приходит JSON от API и строки из базы через ORM.

С вложенной структурой работают по цепочке: каждое обращение [...] спускается на уровень ниже и возвращает объект, к которому применяется следующее. Главное правило — на каждом шаге понимать, какой тип у тебя в руках: у словаря значения берут по ключу-строке, у списка — по индексу-числу. А ещё любой уровень может отсутствовать, и цепочка падает на первом же пропущенном звене.

Наглядно

Рисунок 1. Структура заказа: снаружи словарь, в нём словарь покупателя и список позиций, каждая позиция — словарь. Выделен путь order["items"][0]["price"].

Таблица 1. Шаги цепочки order["items"][0]["price"]: что возвращает каждый шаг и какого он типа.

На практике

Задача: разобрать заказ, пришедший из API: достать данные покупателя, посчитать сумму, изменить позицию и аккуратно обработать необязательные поля.

Шаг 1. Смотрим на структуру

Заказ в том виде, в каком он пришёл бы JSON-ом:

order = {
    "id": 1042,
    "status": "paid",
    "customer": {"name": "Анна", "city": None},
    "items": [
        {"name": "Мышь", "price": 1499, "qty": 2},
        {"name": "Коврик", "price": 490, "qty": 1},
    ],
}
print(type(order["customer"]), type(order["items"]), type(order["items"][0]))

Результат:

<class 'dict'> <class 'list'> <class 'dict'>

Шаг 2. Достаём по цепочке

Каждый [...] спускается на уровень ниже (рисунок 1):

print(order["customer"]["name"])
print(order["items"][0]["price"])
print(len(order["items"]))

Результат:

Анна
1499
2

Шаг 3. Обходим вложенный список

Сумма заказа — перебираем позиции, у каждой берём цену и количество:

total = 0
for item in order["items"]:
    total += item["price"] * item["qty"]
print(total)

Результат:

3488

Шаг 4. Меняем вложенные данные

Изменение по цепочке меняет данные внутри того же заказа:

order["items"][1]["qty"] = 3
order["items"].append({"name": "Кабель", "price": 390, "qty": 1})
print(order["items"][1])
print(len(order["items"]))

Результат:

{'name': 'Коврик', 'price': 490, 'qty': 3}
3

Шаг 5. Обрабатываем отсутствующие уровни

Блока доставки у этого заказа нет. Прямая цепочка упадёт, а get с пустым словарём по умолчанию — нет:

address = order.get("delivery", {}).get("address")
print(address)
print(order["customer"]["city"] is None)
order["delivery"]["address"]

Результат:

None
True
KeyError: 'delivery'

order.get("delivery", {}) возвращает пустой словарь, если блока нет, — и следующий .get уже не падает. Обратите внимание на разницу: ключ city у покупателя есть, просто значение None.

Шаг 6. Группируем в словарь списков

Номера заказов по статусам. Если статуса ещё нет — заводим для него пустой список (not in — проверка «нет такого ключа», противоположность in):

orders = [(1042, "paid"), (1043, "new"), (1044, "paid")]
by_status = {}
for order_id, status in orders:
    if status not in by_status:
        by_status[status] = []
    by_status[status].append(order_id)
print(by_status)

Результат:

{'paid': [1042, 1044], 'new': [1043]}

Те же три строки внутри цикла можно заменить одной: by_status.setdefault(status, []).append(order_id) — setdefault возвращает значение по ключу, а если ключа нет, сначала записывает значение по умолчанию.

Частые ошибки

• Не тот тип на шаге цепочки. order["items"]["price"] — TypeError: list indices must be integers or slices, not str: items — список, сначала нужен индекс позиции.
• Отсутствующий уровень. order["delivery"]["address"] — KeyError, если блока нет. Для необязательных уровней — get(..., {}).
• Ключ есть, но значение None. order["customer"]["city"] не падает, но None.upper() упадёт. Проверяйте значение, а не только наличие ключа.
• Перезапись вместо добавления. by_status[status] = [order_id] в цикле затирает собранные ранее номера. Нужен append к существующему списку.
• Индекс за пределами. order["items"][5] для заказа из двух позиций — IndexError.

Итог

Структура

• Данные из API и БД — вложенные словари и списки.
• На каждом шаге цепочки — свой тип: словарь — по ключу, список — по индексу.

Чтение

• Цепочка order["items"][0]["price"] спускается на уровень за шаг.
• Необязательные уровни — d.get("key", {}).get("inner").
• Ключ может быть, а значение — None.

Изменение и группировка

• Изменение по цепочке меняет исходную структуру.
• Словарь списков: завести пустой список для нового ключа, потом append; коротко — setdefault(key, []).append(x).

Вопросы на собеседовании