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Python collections模塊實例講解

更新時間：2024年07月01日 16:35:58 投稿：junjie

Python作為一個“內(nèi)置電池”的編程語言，標準庫里面擁有非常多好用的模塊。比如今天想給大家介紹的 collections 就是一個非常好的例子

collections模塊基本介紹

我們都知道，Python擁有一些內(nèi)置的數(shù)據(jù)類型，比如str, int, list, tuple, dict等， collections模塊在這些內(nèi)置數(shù)據(jù)類型的基礎(chǔ)上，提供了幾個額外的數(shù)據(jù)類型：

1.namedtuple(): 生成可以使用名字來訪問元素內(nèi)容的tuple子類
2.deque: 雙端隊列，可以快速的從另外一側(cè)追加和推出對象
3.Counter: 計數(shù)器，主要用來計數(shù)
4.OrderedDict: 有序字典
5.defaultdict: 帶有默認值的字典

namedtuple()

namedtuple主要用來產(chǎn)生可以使用名稱來訪問元素的數(shù)據(jù)對象，通常用來增強代碼的可讀性，在訪問一些tuple類型的數(shù)據(jù)時尤其好用。

舉個栗子

復(fù)制代碼代碼如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
比如我們用戶擁有一個這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每一個對象是擁有三個元素的tuple。
使用namedtuple方法就可以方便的通過tuple來生成可讀性更高也更好用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
"""
from collections import namedtuple
websites = [
    ('Sohu', 'http://www.google.com/', u'1'),
    ('Sina', 'http://www.sina.com.cn/', u'2'),
    ('163', 'http://www.163.com/', u'3')
]
Website = namedtuple('Website', ['name', 'url', 'founder'])
for website in websites:
    website = Website._make(website)
    print website
# Result:
Website(name='Sohu', url='http://www.google.com/', founder=u'\u5f20\u671d\u9633')
Website(name='Sina', url='http://www.sina.com.cn/', founder=u'\u738b\u5fd7\u4e1c')
Website(name='163', url='http://www.163.com/', founder=u'\u4e01\u78ca')

deque

deque其實是 double-ended queue 的縮寫，翻譯過來就是雙端隊列，它最大的好處就是實現(xiàn)了從隊列頭部快速增加和取出對象: .popleft(), .appendleft() 。

你可能會說，原生的list也可以從頭部添加和取出對象??？就像這樣：

復(fù)制代碼代碼如下:

l.insert(0, v)
l.pop(0)

但是值得注意的是，list對象的這兩種用法的時間復(fù)雜度是 O(n) ，也就是說隨著元素數(shù)量的增加耗時呈線性上升。而使用deque對象則是 O(1) 的復(fù)雜度，所以當你的代碼有這樣的需求的時候，一定要記得使用deque。

作為一個雙端隊列，deque還提供了一些其他的好用方法，比如 rotate 等。

舉個栗子

復(fù)制代碼代碼如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
下面這個是一個有趣的例子，主要使用了deque的rotate方法來實現(xiàn)了一個無限循環(huán)
的加載動畫
"""
import sys
import time
from collections import deque
fancy_loading = deque('>--------------------')
while True:
    print '\r%s' % ''.join(fancy_loading),
    fancy_loading.rotate(1)
    sys.stdout.flush()
    time.sleep(0.08)
# Result:
# 一個無盡循環(huán)的跑馬燈
------------->-------

Counter

計數(shù)器是一個非常常用的功能需求，collections也貼心的為你提供了這個功能。

舉個栗子

復(fù)制代碼代碼如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
"""
下面這個例子就是使用Counter模塊統(tǒng)計一段句子里面所有字符出現(xiàn)次數(shù)
"""
from collections import Counter
s = '''A Counter is a dict subclass for counting hashable objects. It is an unordered collection where elements are stored as dictionary keys and their counts are stored as dictionary values. Counts are allowed to be any integer value including zero or negative counts. The Counter class is similar to bags or multisets in other languages.'''.lower()
c = Counter(s)
# 獲取出現(xiàn)頻率最高的5個字符
print c.most_common(5)
# Result:
[(' ', 54), ('e', 32), ('s', 25), ('a', 24), ('t', 24)]

OrderedDict

在Python中，dict這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由于hash的特性，是無序的，這在有的時候會給我們帶來一些麻煩，幸運的是，collections模塊為我們提供了OrderedDict，當你要獲得一個有序的字典對象時，用它就對了。

舉個栗子

復(fù)制代碼代碼如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
from collections import OrderedDict
items = (
    ('A', 1),
    ('B', 2),
    ('C', 3)
)
regular_dict = dict(items)
ordered_dict = OrderedDict(items)
print 'Regular Dict:'
for k, v in regular_dict.items():
    print k, v
print 'Ordered Dict:'
for k, v in ordered_dict.items():
    print k, v
# Result:
Regular Dict:
A 1
C 3
B 2
Ordered Dict:
A 1
B 2
C 3

defaultdict

我們都知道，在使用Python原生的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)dict的時候，如果用 d[key] 這樣的方式訪問，當指定的key不存在時，是會拋出KeyError異常的。

但是，如果使用defaultdict，只要你傳入一個默認的工廠方法，那么請求一個不存在的key時，便會調(diào)用這個工廠方法使用其結(jié)果來作為這個key的默認值。

復(fù)制代碼代碼如下:

# -*- coding: utf-8 -*-
from collections import defaultdict
members = [
    # Age, name
    ['male', 'John'],
    ['male', 'Jack'],
    ['female', 'Lily'],
    ['male', 'Pony'],
    ['female', 'Lucy'],
]
result = defaultdict(list)
for sex, name in members:
    result[sex].append(name)
print result
# Result:
defaultdict(<type 'list'>, {'male': ['John', 'Jack', 'Pony'], 'female': ['Lily', 'Lucy']})

參考資料

上面只是非常簡單的介紹了一下collections模塊的主要內(nèi)容，主要目的就是當你碰到適合使用它們的場所時，能夠記起并使用它們，起到事半功倍的效果。

如果要對它們有一個更全面和深入了解的話，還是建議閱讀官方文檔和模塊源碼。

https://docs.python.org/2/library/collections.html#module-collections

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