python標準庫之collections

引言

python爲我們提供了5種基本的數據結構:list, tuple, dict, set,字符串;

有時候我們需要維護一個有序的dict。所以這個時候我們就要用到Python標準庫爲我們提供的collections包了,它提供了多個有用的集合類,熟練掌握這些集合類,不僅可以讓我們讓寫出的代碼更加pythonic,也可以提高我們程序的運行效率。

defaultdict:

defaultdict(default_factory)在普通的dict(字典)之上添加了default_factory,使得key(鍵)不存在時會自動生成相應類型的value(值),default_factory參數可以指定成list, set, int等各種合法類型。

>>> from collections import defaultdict
>>> s = [('red', 1), ('blue', 2), ('red', 3), ('blue', 4), ('red', 1), ('blue', 4)]

例1:將default_factory設置爲list

我們現在有上面這樣一組list(列表),雖然我們有6組數據,但是仔細觀察後發現其實我們只有兩種color(顏色),但是每一個color對應多個值。現在我們想要將這個list轉換成一個dict(字典),這個dict的key(鍵)對應一種color,dict的value(值)設置爲一個list存放color對應的多個值。我們可以使用defaultdict(list)來解決這個問題。

# d可以看作一個dict(字典),dict的value是一個list(列表)
>>> d = defaultdict(list)
>>> for k,v in s:
...     d[k].append(v)
...
>>> d
defaultdict(<class 'list'>, {'blue': [2, 4, 4], 'red': [1, 3, 1]})

例2:將default_factory設置爲set

上面這個例子中有一些不完美的地方,比如說{‘blue’: [2, 4, 4], ‘red’: [1, 3, 1]}這個defaultdict中blue顏色中包含兩個4,red顏色中包含兩個1,但是我們不希望含有重複的元素,這個時候可以考慮使用defaultdict(set)來解決這個問題。set(集合)相比list(列表)的不同之處在於set中不允許存在相同的元素。

>>> d = defaultdict(set)
>>> for k,v in s:
...     d[k].add(v)
...
>>> d
defaultdict(<class 'set'>, {'blue': {2, 4}, 'red': {1, 3}})

例3:將default_factory設置爲int

通過使用defaultdict(int)的形式我們來統計一個字符串中每個字符出現的個數。

>>> s = 'hello world'
>>> d = defaultdict(int)
>>> for k in s:
...     d[k] += 1
...
>>> d
defaultdict(<class 'int'>, {'o': 2, 'h': 1, 'w': 1, 'l': 3, ' ': 1, 'd': 1, 'e': 1, 'r': 1})

OrderedDict:

我們知道默認的dict(字典)是無序的,但是在某些情形我們需要保持dict的有序性,這個時候可以使用OrderedDict,它是dict的一個subclass(子類),但是在dict的基礎上保持了dict的有序型,下面我們來看一下使用方法。

>>> from collections import OrderedDict
# 無序的dict
>>> d = {'banana': 3, 'apple': 4, 'pear': 1, 'orange': 2}

例1:這是一個無序的dict(字典),現在我們可以使用OrderedDict來讓這個dict變得有序。

# 將d按照key來排序
>>> OrderedDict(sorted(d.items(), key=lambda t: t[0]))
OrderedDict([('apple', 4), ('banana', 3), ('orange', 2), ('pear', 1)])
# 將d按照value來排序
>>> OrderedDict(sorted(d.items(), key=lambda t: t[1]))
OrderedDict([('pear', 1), ('orange', 2), ('banana', 3), ('apple', 4)])
# 將d按照key的長度來排序
>>> OrderedDict(sorted(d.items(), key=lambda t: len(t[0])))
OrderedDict([('pear', 1), ('apple', 4), ('orange', 2), ('banana', 3)])

例2:使用popitem(last=True)方法可以讓我們按照LIFO(先進後出)的順序刪除dict中的key-value,即刪除最後一個插入的鍵值對,如果last=False就按照FIFO(先進先出)刪除dict中key-value。

>>> d = {'banana': 3, 'apple': 4, 'pear': 1, 'orange': 2}
# 將d按照key來排序
>>> d = OrderedDict(sorted(d.items(), key=lambda t: t[0]))
>>> d
OrderedDict([('apple', 4), ('banana', 3), ('orange', 2), ('pear', 1)])
# 使用popitem()方法來移除最後一個key-value對
>>> d.popitem()
('pear', 1)
# 使用popitem(last=False)來移除第一個key-value對
>>> d.popitem(last=False)
('apple', 4)

例3:使用move_to_end(key, last=True)來改變有序的OrderedDict對象的key-value順序,通過這個方法我們可以將排序好的OrderedDict對象中的任意一個key-value插入到字典的開頭或者結尾。

>>> d = OrderedDict.fromkeys('abcde')
>>> d
OrderedDict([('a', None), ('b', None), ('c', None), ('d', None), ('e', None)])
# 將key爲b的key-value對移動到dict的最後
>>> d.move_to_end('b')
>>> d
OrderedDict([('a', None), ('c', None), ('d', None), ('e', None), ('b', None)])
>>> ''.join(d.keys())
'acdeb'
# 將key爲b的key-value對移動到dict的最前面
>>> d.move_to_end('b', last=False)
>>> ''.join(d.keys())
'bacde'

Counter:

例1:Counter也是dict的一個subclass,它是一個無序容器,可以看做一個計數器,用來統計相關元素出現的個數。

>>> from collections import Counter
>>> cnt = Counter()
# 統計列表中元素出現的個數
>>> for word in ['red', 'blue', 'red', 'green', 'blue', 'blue']:
...  cnt[word] += 1
...
>>> cnt
Counter({'blue': 3, 'red': 2, 'green': 1})
# 統計字符串中元素出現的個數
>>> cnt = Counter()
>>> for ch in 'hello':
...     cnt[ch] = cnt[ch] + 1
...
>>> cnt
Counter({'l': 2, 'o': 1, 'h': 1, 'e': 1})

例2:使用elements()方法按照元素的出現次數返回一個iterator(迭代器),元素以任意的順序返回,如果元素的計數小於1,將忽略它。

>>> c = Counter(a=4, b=2, c=0, d=-2)
>>> c
Counter({'a': 4, 'b': 2, 'c': 0, 'd': -2})
>>> c.elements()
<itertools.chain object at 0x7fb0a069ccf8>
>>> next(c)
'a'
# 排序
>>> sorted(c.elements())
['a', 'a', 'a', 'a', 'b', 'b']

例3:使用most_common(n)返回一個list, list中包含Counter對象中出現最多前n個元素。

>>> c = Counter('abracadabra')
>>> c
Counter({'a': 5, 'b': 2, 'r': 2, 'd': 1, 'c': 1})
>>> c.most_common(3)
[('a', 5), ('b', 2), ('r', 2)]

namedtuple:

使用namedtuple(typename, field_names)命名tuple中的元素來使程序更具可讀性。

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


發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章