Python中的collections模塊

Python中內置了4種數據類型，包括：list，tuple，set，dict，這些數據類型都有其各自的特點，但是這些特點（比如dict無序）在一定程度上對數據類型的使用產生了約束，在某些使用場景下效率會比較低，比如有時候我們可能需要維護一個有序的字典等情況。
在這種場景下我們可以使用Python內建的collections模塊，它包括了很多有用的集合類，合理的使用可以提高我們代碼的運行效率。

接下來主要對collections模塊中的常用集合類進行介紹，調用collections模塊：

from collections import *

defaultdict

dict在使用時，當key值不存在時，直接添加value時會出現錯誤，使用defaultdict可以很好的規避該錯誤。defaultdict是對字典類型的補充，它可以給字典的值設置一個類型，當key不存在時可以自動生成相應類型的value。
舉例:

from collections import defaultdict

test_data = (
    ('cat', 2),
    ('dog', 5),
    ('sheep', 3),
    ('cat', 1),
    ('sheep', 2)
)

test_data_dict = defaultdict(list)

for name, num in test_data:
    test_data_dict[name].append(num)
    
print test_data_dict

orderedDict

在Python3.6之前的字典是無序的，但是有時候我們需要保持字典的有序性，orderDict可以在dict的基礎上實現字典的有序性，這裏的有序指的是按照字典key插入的順序來排列，這樣就實現了一個先進先出的dict，當容量超出限制時，先刪除最早添加的key。
舉例：

#orderedDict
original_dict = {'a': 2, 'b': 4, 'c': 5}
for key, value in original_dict.items():
    print key, value

ordered_dict = OrderedDict([('a', 2), ('b', 4), ('c', 5)])
for key, value in ordered_dict.items():
    print key, value

可以看到orderDict是按照字典創建時的插入順序來排序。

deque

Python中的list是基於數組實現的，所以，查找容易，但是插入和刪除操作時間複雜度較大。
deque就是爲了高效實現插入和刪除操作的雙向列表，適合用於隊列和棧，而且線程安全。
list只提供了append和pop方法來從list的尾部插入或者刪除元素，deque新增了appendleft/popleft等方法可以更高效的在元素的開頭來插入/刪除元素。
舉例：

from collections import deque
d = deque([1,2,3,4,5])
d.extendleft([0])
print d
d.extend([6,7])
d.popleft()
print d

可以進行雙向操作元素，十分方便。

Counter

字典子類，爲可以哈希的對象計數。
舉例：

from collections import Counter

test_counter_data = ['cat', 'dog', 'sheep', 'cat', 'dog']
counter_data = Counter()

for item in test_counter_data:
    counter_data[item] += 1
    
print counter_data

可以實現對一個對象中的元素進行計數。

namedtuple

元組子類。
我們知道，Python中元組的一個重要特徵就是元素不可增刪改，而查找tuple元素時一般採取索引。
使用namedtuple(typename, field_name)可以命名tuple中的元素，之後便可使用名字來查找tuple中的值，有點類似於字典中的查找。
舉例：

from collections import namedtuple
animal = namedtuple('animal', 'type age')
mark = animal(type='dog', age=2)
print mark.type

使用namedtuple可以提高代碼的可讀性和文檔性。

以上，是collections模塊中的常用集合類。