淺析python內(nèi)置模塊collections
collections是Python內(nèi)建的一個集合模塊，提供了許多有用的集合類。
1、namedtuple
python提供了很多非常好用的基本類型，比如不可變類型tuple，我們可以輕松地用它來表示一個二元向量。
>>> v = (2,3)
我們發(fā)現(xiàn)，雖然(2,3)表示出了一個向量的兩個坐標(biāo)，但是，如果沒有額外說明，又很難直接看出這個元組是用來表示一個坐標(biāo)的。
為此定義一個class又小題大做了，這時，namedtuple就派上用場了。
>>> from collections import namedtuple
>>> Vector = namedtuple('Vector', ['x', 'y'])
>>> v = Vector(2,3)
>>> v.x
2
>>> v.y
3
namedtuple是一個函數(shù)，它用來創(chuàng)建一個自定義的tuple對象，并且規(guī)定了tuple元素的個數(shù)，并可以用屬性而不是索引來引用tuple的某個元素。
這樣一來，我們用namedtuple可以很方便地定義一種數(shù)據(jù)類型，它具備tuple的不變性，又可以根據(jù)屬性來引用，使用十分方便。
我們可以驗證創(chuàng)建的Vector對象的類型。
>>> type(v) <class '__main__.Vector'> >>> isinstance(v, Vector) True >>> isinstance(v, tuple) True
類似的，如果要用坐標(biāo)和半徑表示一個圓，也可以用namedtuple定義：
>>> Circle = namedtuple('Circle', ['x', 'y', 'r'])
# namedtuple('名稱', [‘屬性列表'])
2、deque
在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，我們知道隊列和堆棧是兩個非常重要的數(shù)據(jù)類型，一個先進(jìn)先出，一個后進(jìn)先出。在python中，使用list存儲數(shù)據(jù)時，按索引訪問元素很快，但是插入和刪除元素就很慢了，因為list是線性存儲，數(shù)據(jù)量大的時候，插入和刪除效率很低。
deque是為了高效實(shí)現(xiàn)插入和刪除操作的雙向鏈表結(jié)構(gòu)，非常適合實(shí)現(xiàn)隊列和堆棧這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
>>> from collections import deque >>> deq = deque([1, 2, 3]) >>> deq.append(4) >>> deq deque([1, 2, 3, 4]) >>> deq.appendleft(5) >>> deq deque([5, 1, 2, 3, 4]) >>> deq.pop() 4 >>> deq.popleft() 5 >>> deq deque([1, 2, 3])
deque除了實(shí)現(xiàn)list的append()和pop()外，還支持appendleft()和popleft()，這樣就可以非常高效地往頭部添加或刪除元素。
3、defaultdict
使用dict字典類型時，如果引用的key不存在，就會拋出KeyError。如果希望Key不存在時，返回一個默認(rèn)值，就可以用defaultdict。
>>> from collections import defaultdict >>> dd = defaultdict(lambda: 'defaultvalue') >>> dd['key1'] = 'a' >>> dd['key1'] 'a' >>> dd['key2'] # key2未定義，返回默認(rèn)值 'defaultvalue'
注意默認(rèn)值是調(diào)用函數(shù)返回的，而函數(shù)在創(chuàng)建defaultdict對象時傳入。
除了在Key不存在時返回默認(rèn)值，defaultdict的其他行為跟dict是完全一樣的。
4、OrderedDict
使用dict時，key是無序的。在對dict做迭代時，我們無法確定key的順序。
但是如果想要保持key的順序，可以用OrderedDict。
>>> from collections import OrderedDict
>>> d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
>>> d # dict的Key是無序的
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}
>>> 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本身排序
>>> od = OrderedDict() >>> od['z'] = 1 >>> od['y'] = 2 >>> od['x'] = 3 >>> list(od.keys()) # 按照插入的Key的順序返回 ['z', 'y', 'x']
OrderedDict可以實(shí)現(xiàn)一個FIFO（先進(jìn)先出）的dict，當(dāng)容量超出限制時，先刪除最早添加的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)
5、ChainMap
ChainMap可以把一組dict串起來并組成一個邏輯上的dict。ChainMap本身也是一個dict，但是查找的時候，會按照順序在內(nèi)部的dict依次查找。
什么時候使用ChainMap最合適？舉個例子：應(yīng)用程序往往都需要傳入?yún)?shù)，參數(shù)可以通過命令行傳入，可以通過環(huán)境變量傳入，還可以有默認(rèn)參數(shù)。我們可以用ChainMap實(shí)現(xiàn)參數(shù)的優(yōu)先級查找，即先查命令行參數(shù)，如果沒有傳入，再查環(huán)境變量，如果沒有，就使用默認(rèn)參數(shù)。
下面的代碼演示了如何查找user和color這兩個參數(shù)。
from collections import ChainMap
import os, argparse
# 構(gòu)造缺省參數(shù):
defaults = {
'color': 'red',
'user': 'guest'
}
# 構(gòu)造命令行參數(shù):
parser = argparse.ArgumentParser()
parser.add_argument('-u', '--user')
parser.add_argument('-c', '--color')
namespace = parser.parse_args()
command_line_args = { k: v for k, v in vars(namespace).items() if v }
# 組合成ChainMap:
combined = ChainMap(command_line_args, os.environ, defaults)
# 打印參數(shù):
print('color=%s' % combined['color'])
print('user=%s' % combined['user'])
沒有任何參數(shù)時，打印出默認(rèn)參數(shù)：
$ python3 use_chainmap.py color=red user=guest
當(dāng)傳入命令行參數(shù)時，優(yōu)先使用命令行參數(shù)：
$ python3 use_chainmap.py -u bob color=red user=bob
同時傳入命令行參數(shù)和環(huán)境變量，命令行參數(shù)的優(yōu)先級較高：
$ user=admin color=green python3 use_chainmap.py -u bob color=green user=bob
6、Counter
Counter是一個簡單的計數(shù)器，例如，統(tǒng)計字符出現(xiàn)的個數(shù)：
from collections import Counter
>>> s = 'abbcccdddd'
>>> Counter(s)
Counter({'d': 4, 'c': 3, 'b': 2, 'a': 1})
Counter實(shí)際上也是dict的一個子類。
7、小結(jié)
collections模塊提供了一些有用的集合類，可以根據(jù)需要選用。
以上所述是小編給大家介紹的python內(nèi)置模塊collections，希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！
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