如何遍历字典并对其元素进行操作？

Question

我有这本字典，其中键代表原子类型，值代表原子质量：

mass = {'H': 1.007825, 'C': 12.01, 'O': 15.9994, 'N': 14.0067, 'S': 31.972071,
        'P': 30.973762}

我想做的是创建一个给定分子的函数，例如('H2-N-C6-H4-C-O-2H')，迭代mass 字典并计算给定分子的原子质量。质量值必须乘以原子类型后面的数字：H2 = H.value * 2

我知道首先我必须隔离给定分子的键，为此我可以使用string.split('-')。然后，如果给定分子的键在字典中，我想我可以使用和if 块来确定要完成的条件。但后来我迷失了我应该如何继续找到字典每个键的质量。

预期的结果应该是这样的：

mass_counter('H2-N15-P3')

out[0] 39351.14

我该怎么做？

编辑：

这是我迄今为止尝试过的

# Atomic masses
mass = {'H': 1.007825, 'C': 12.01, 'O': 15.9994, 'N': 14.0067, 'S': 31.972071, 
        'P': 30.973762}

def calculate_atomic_mass(molecule):
    """
    Calculate the atomic mass of a given molecule
    """
    mass = 0.0
    mol = molecule.split('-')

    for key in mass:
        if key in mol:
            atom = key

    return mass

print calculate_atomic_mass('H2-O')
print calculate_atomic_mass('H2-S-O4')
print calculate_atomic_mass('C2-H5-O-H')
print calculate_atomic_mass('H2-N-C6-H4-C-O-2H')

Answer 1

鉴于所有组件都具有Aa123 的形状，这里使用正则表达式可能更容易识别部分，例如：

import re
srch = re.compile(r'([A-Za-z]+)(\d*)')
mass = {'H': 1.007825, 'C': 12.01, 'O': 15.9994, 'N': 14.0067, 'S': 31.972071, 'P': 30.973762}

def calculate_atomic_mass(molecule):
    return sum(mass[a[1]]*int(a[2] or '1') for a in srch.finditer(molecule))

这里我们的regular expression [wiki] 捕获了[A-Z-a-z]s 的序列，和一个（可能为空的）数字序列（\d*），它们分别是第一个和第二个捕获组，因此可以获得匹配a[1]和a[2]。

然后产生：

>>> print(calculate_atomic_mass('H2-O'))
18.01505
>>> print(calculate_atomic_mass('H2-S-O4'))
97.985321
>>> print(calculate_atomic_mass('C2-H5-O-H'))
46.06635
>>> print(calculate_atomic_mass('H2-N-C6-H4-C-O-2H'))
121.130875
>>> print(calculate_atomic_mass('H2-N15-P3'))
305.037436

因此，我们将第一个捕获组的 mass[..]（原子名称）乘以末尾的数字之和，如果找不到这样的数字，我们使用 '1'。

或者我们可以先拆分数据，然后找一个原子部分和一个数字部分：

import re
srch = re.compile(r'^([A-Za-z]+)(\d*)$')

def calculate_atomic_mass(molecule):
    """
    Calculate the atomic mass of a given molecule
    """
    result = 0.0
    mol = molecule.split('-')
    if atm in mol:
        c = srch.find(atm)
        result += result[c[1]] * int(c[2] or '1')
    return result

Answer 2

这是一个没有正则表达式的答案：

import string
# Atomic masses
masses = {'H': 1.007825, 'C': 12.01, 'O': 15.9994, 'N': 14.0067, 'S': 31.972071, 
        'P': 30.973762}

def calculate_atomic_mass(molecule):
    """
    Calculate the atomic mass of a given molecule
    """
    mass = 0.0
    for key in molecule.split('-'):
        # check if any number is available
        if not key[-1] in string.digits:
            el, n = key, 1
        # check length of element label (1 or 2)
        elif key[1] in string.digits:
            el, n = key[:1], int(key[1:])
        else:
            el, n = key[:2], int(key[2:])
        mass += masses[el]*n
    return mass

print calculate_atomic_mass('H2-O')
print calculate_atomic_mass('H2-S-O4')
print calculate_atomic_mass('C2-H5-O-H')
print calculate_atomic_mass('H2-N-C6-H4-C-O-H2')

Answer 3

我会这样做。你真的不需要遍历字典。相反，您需要遍历分子中的原子并（随机）在字典中查找内容。

这里有一个例子，它假设构成分子的任何种类的原子永远不会超过 10 个，并且每个元素的名称只有一个字母长。

# Atomic masses.
MASSES = {'H': 1.007825, 'C': 12.01, 'O': 15.9994, 'N': 14.0067, 'S': 31.972071,
          'P': 30.973762}

def calculate_atomic_mass(molecule):
    """ Calculate the atomic mass of a given molecule. """
    mass = 0.0
    for atom in molecule.split('-'):
        if len(atom) == 1:
            mass += MASSES[atom]
        else:
            atom, count = atom[0], atom[1]
            mass += MASSES[atom] * int(count)

    return mass

print calculate_atomic_mass('H2-O')               # -> 18.01505
print calculate_atomic_mass('H2-S-O4')            # -> 97.985321
print calculate_atomic_mass('C2-H5-O-H')          # -> 46.06635
print calculate_atomic_mass('H2-N-C6-H4-C-O-H2')  # -> 122.1387