collections模塊

目錄

• namedtuple
• deque
• defaultdict
• OrderedDict
• Counter
• 總結

collections是Python內建的一個集合模塊，提供了許多有用的集合類。

namedtuple

咱們知道tuple能夠表示不變集合，例如，一個點的二維座標就能夠表示成：

p = (1,2)

可是，看到(1, 2)，很難看出這個tuple是用來表示一個座標的。

定義一個class又小題大作了，這時，namedtuple就派上了用場：

from collections import namedtuple
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
p = Point(1, 2)
p.x

1

p.y

2

namedtuple是一個函數，它用來建立一個自定義的tuple對象，而且規定了tuple元素的個數，並能夠用屬性而不是索引來引用tuple的某個元素。

這樣一來，咱們用namedtuple能夠很方便地定義一種數據類型，它具有tuple的不變性，又能夠根據屬性來引用，使用十分方便。

能夠驗證建立的Point對象是tuple的一種子類：

isinstance(p, Point)

True

isinstance(p, tuple)

True

相似的，若是要用座標和半徑表示一個圓，也能夠用namedtuple定義：

# namedtuple('名稱', [屬性list]):
Circle = namedtuple('Circle', ['x', 'y', 'r'])

deque

使用list存儲數據時，按索引訪問元素很快，可是插入和刪除元素就很慢了，由於list是線性存儲，數據量大的時候，插入和刪除效率很低。

deque是爲了高效實現插入和刪除操做的雙向列表，適合用於隊列和棧：

from collections import deque
q = deque(['a', 'b', 'c'])
q.append('x')
q.appendleft('y')
q

deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x'])

deque除了實現list的append()和pop()外，還支持appendleft()和popleft()，這樣就能夠很是高效地往頭部添加或刪除元素。

defaultdict

使用dict時，若是引用的Key不存在，就會拋出KeyError。若是但願key不存在時，返回一個默認值，就能夠用defaultdict：

from collections import defaultdict
dd = defaultdict(lambda: 'N/A')
dd['key1'] = 'abc'
dd['key1'] # key1存在

'abc'

dd['key2'] # key2不存在，返回默認值

'N/A'

注意默認值是調用函數返回的，而函數在建立defaultdict對象時傳入。

除了在Key不存在時返回默認值，defaultdict的其餘行爲跟dict是徹底同樣的。

OrderedDict

使用dict時，Key是無序的。在對dict作迭代時，咱們沒法肯定Key的順序。

若是要保持Key的順序，能夠用OrderedDict：

from collections import OrderedDict
d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
d # dict的Key是無序的

{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
od # OrderedDict的Key是有序的

OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

注意，OrderedDict的Key會按照插入的順序排列，不是Key自己排序：

od = OrderedDict()
od['z'] = 1
od['y'] = 2
od['x'] = 3
od.keys() # 按照插入的Key的順序返回

odict_keys(['z', 'y', 'x'])

OrderedDict能夠實現一個FIFO（先進先出）的dict，當容量超出限制時，先刪除最先添加的Key：

from collections import OrderedDict

class LastUpdatedOrderedDict(OrderedDict):

    def __init__(self, capacity):
        super(LastUpdatedOrderedDict, self).__init__()
        self._capacity = capacity

    def __setitem__(self, key, value):
        containsKey = 1 if key in self else 0
        if len(self) - containsKey >= self._capacity:
            last = self.popitem(last=False)
            print('remove:', last)
        if containsKey:
            del self[key]
            print('set:', (key, value))
        else:
            print('add:', (key, value))
        OrderedDict.__setitem__(self, key, value)

Counter

Counter是一個簡單的計數器，例如，統計字符出現的個數：

from collections import Counter
c = Counter()
for ch in 'programming':
    c[ch] = c[ch] + 1

c

Counter({'p': 1, 'r': 2, 'o': 1, 'g': 2, 'a': 1, 'm': 2, 'i': 1, 'n': 1})

Counter實際上也是dict的一個子類，上面的結果能夠看出，字符'g'、'm'、'r'各出現了兩次，其餘字符各出現了一次。

總結

collections模塊提供了一些有用的集合類，能夠根據須要選用。