Python中collections模組學習

目錄

• Python中collections模組
  • Counter
  • defaultdict
  • OrderedDict
  • namedtuple
  • deque
  • ChainMap

這個模組實現了特定目標的容器，以提供Python標準內建容器 dict、list、set、tuple 的替代選擇。

• Counter：字典的子類，提供了可雜湊物件的計數功能
• defaultdict：字典的子類，提供了一個工廠函數，為字典查詢提供了預設值
• OrderedDict：字典的子類，保留了他們被新增的順序
• namedtuple：建立命名元組子類的工廠函數
• deque：類似列表容器，實現了在兩端快速新增(append)和彈出(pop)
• ChainMap：類似字典的容器類，將多個對映集合到一個檢視裡面

Counter

Counter是一個dict子類，主要是用來對你存取的物件的頻率進行計數。
常用方法：

• elements()：返回一個迭代器，每個元素重複計算的個數，如果一個元素的計數小於1,就會被忽略。
• most_common([n])：返回一個列表，提供n個存取頻率最高的元素和計數
• subtract([iterable-or-mapping])：從迭代物件中減去元素，輸入輸出可以是0或者負數
• update([iterable-or-mapping])：從迭代物件計數元素或者從另一個 對映物件 (或計數器) 新增。

# 統計字元出現的次數
>>> import collections
>>> collections.Counter('hello world')
Counter({'l': 3, 'o': 2, 'h': 1, 'e': 1, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1})
# 統計單詞數
>>> collections.Counter('hello world hello world hello nihao'.split())
Counter({'hello': 3, 'world': 2, 'nihao': 1})

常用的方法：

>>> c = collections.Counter('hello world hello world hello nihao'.split())
>>> c
Counter({'hello': 3, 'world': 2, 'nihao': 1})
# 獲取指定物件的存取次數，也可以使用get()方法
>>> c['hello']
3
>>> c = collections.Counter('hello world hello world hello nihao'.split())
# 檢視元素
>>> list(c.elements())
['hello', 'hello', 'hello', 'world', 'world', 'nihao']
# 追加物件，或者使用c.update(d)
>>> c = collections.Counter('hello world hello world hello nihao'.split())
>>> d = collections.Counter('hello world'.split())
>>> c
Counter({'hello': 3, 'world': 2, 'nihao': 1})
>>> d
Counter({'hello': 1, 'world': 1})
>>> c + d
Counter({'hello': 4, 'world': 3, 'nihao': 1})
# 減少物件，或者使用c.subtract(d)
>>> c - d
Counter({'hello': 2, 'world': 1, 'nihao': 1})
# 清除
>>> c.clear()
>>> c
Counter()

defaultdict

collections.defaultdict(default_factory)為字典的沒有的key提供一個預設的值。引數應該是一個函數，當沒有引數呼叫時返回預設值。如果沒有傳遞任何內容，則預設為None。

>>> d = collections.defaultdict()
>>> d
defaultdict(None, {})
>>> e = collections.defaultdict(str)
>>> e
defaultdict(<class 'str'>, {})

defaultdict的一個典型用法是使用其中一種內建型別(如str、int、list或dict)作為預設工廠，因為這些內建型別在沒有引數呼叫時返回空型別。

>>> d = collections.defaultdict(str)
>>> d
defaultdict(<class 'str'>, {})
>>> d['hello']
''
>>> d
defaultdict(<class 'str'>, {'hello': ''})
# 普通字典呼叫不存在的鍵時，將會拋異常
>>> e = {}
>>> e['hello']
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'hello'

使用int作為default_factory的例子：

>>> from collections import defaultdict
>>> fruit = defaultdict(int)
>>> fruit['apple'] += 2 
>>> fruit
defaultdict(<class 'int'>, {'apple': 2})
>>> fruit
defaultdict(<class 'int'>, {'apple': 2})
>>> fruit['banana']  # 沒有物件時，返回0
0
>>> fruit
defaultdict(<class 'int'>, {'apple': 2, 'banana': 0})

使用list作為default_factory的例子：

>>> s = [('NC', 'Raleigh'), ('VA', 'Richmond'), ('WA', 'Seattle'), ('NC', 'Asheville')]
>>> d = collections.defaultdict(list)
>>> for k,v in s:
...      d[k].append(v)
... 
>>> d
defaultdict(<class 'list'>, {'NC': ['Raleigh', 'Asheville'], 'VA': ['Richmond'], 'WA': ['Seattle']})

OrderedDict

Python字典中的鍵的順序是任意的:它們不受新增的順序的控制。
collections.OrderedDict 類提供了保留他們新增順序的字典物件。

>>> from collections import OrderedDict
>>> o = OrderedDict()
>>> o['key1'] = 'value1'
>>> o['key2'] = 'value2'
>>> o['key3'] = 'value3'
>>> o
OrderedDict([('key1', 'value1'), ('key2', 'value2'), ('key3', 'value3')])

如果在已經存在的key上新增新的值，將會保留原來的key的位置，然後覆蓋value值。

>>> o['key1'] = 'value5'
>>> o
OrderedDict([('key1', 'value5'), ('key2', 'value2'), ('key3', 'value3')])

namedtuple

三種定義命名元組的方法：第一個引數是命名元組的構造器（如下的：Person，Human）

>>> from collections import namedtuple
>>> Person = namedtuple('Person', ['age', 'height', 'name'])
>>> Human = namedtuple('Human', 'age, height, name')
>>> Human2 = namedtuple('Human2', 'age height name')

範例化命令元組

>>> tom = Person(30,178,'Tom')
>>> jack = Human(20,179,'Jack')
>>> tom
Person(age=30, height=178, name='Tom')
>>> jack
Human(age=20, height=179, name='Jack')
>>> tom.age #直接通過  範例名+.+屬性 來呼叫
30
>>> jack.name
'Jack'

deque

collections.deque返回一個新的雙向佇列物件，從左到右初始化(用方法 append()) ，從 iterable （迭代物件) 資料建立。如果 iterable 沒有指定，新佇列為空。
collections.deque佇列支援執行緒安全，對於從兩端新增(append)或者彈出(pop)，複雜度O(1)。
雖然list物件也支援類似操作，但是這裡優化了定長操作（pop(0)、insert(0,v)）的開銷。
如果 maxlen 沒有指定或者是 None ，deques 可以增長到任意長度。否則，deque就限定到指定最大長度。一旦限定長度的deque滿了，當新項加入時，同樣數量的項就從另一端彈出。
支援的方法：

• append(x)：新增x到右端
• appendleft(x)：新增x到左端
• clear()：清楚所有元素，長度變為0
• copy()：建立一份淺拷貝
• count(x)：計算佇列中個數等於x的元素
• extend(iterable)：在佇列右側新增iterable中的元素
• extendleft(iterable)：在佇列左側新增iterable中的元素，注：在左側新增時，iterable引數的順序將會反過來新增
• index(x[,start[,stop]])：返回第 x 個元素（從 start 開始計算，在 stop 之前）。返回第一個匹配，如果沒找到的話，升起 ValueError 。
• insert(i,x)：在位置 i 插入 x 。注：如果插入會導致一個限長deque超出長度 maxlen 的話，就升起一個 IndexError 。
• pop()：移除最右側的元素
• popleft()：移除最左側的元素
• remove(value)：移去找到的第一個 value。沒有丟擲ValueError
• reverse()：將deque逆序排列。返回 None 。
• maxlen：佇列的最大長度，沒有限定則為None。

>>> from collections import deque
>>> d = deque(maxlen=10)
>>> d
deque([], maxlen=10)
>>> d.extend('python')
>>> [i.upper() for i in d]
['P', 'Y', 'T', 'H', 'O', 'N']
>>> d.append('e')
>>> d.appendleft('f')
>>> d
deque(['f', 'p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n', 'e'], maxlen=10)

ChainMap

一個 ChainMap 將多個字典或者其他對映組合在一起，建立一個單獨的可更新的檢視。 如果沒有 maps 被指定，就提供一個預設的空字典 。ChainMap是管理巢狀上下文和覆蓋的有用工具。

>>> from collections import ChainMap
>>> d1 = {'apple':1,'banana':2}
>>> d2 = {'orange':2,'apple':3,'pike':1}
>>> combined_d = ChainMap(d1,d2)
>>> reverse_combind_d = ChainMap(d2,d1)
>>> combined_d 
ChainMap({'apple': 1, 'banana': 2}, {'orange': 2, 'apple': 3, 'pike': 1})
>>> reverse_combind_d
ChainMap({'orange': 2, 'apple': 3, 'pike': 1}, {'apple': 1, 'banana': 2})
>>> for k,v in combined_d.items():
...      print(k,v)
... 
pike 1
apple 1
banana 2
orange 2
>>> for k,v in reverse_combind_d.items():
...      print(k,v)
... 
pike 1
apple 3
banana 2
orange 2