Python自建collections模块
本篇将学习python的另一个内建模块collections,更多内容请参考:Python学习指南
collections是Python内建的一个集合模块,提供了许多有用的集合类。
namedtuple
我们知道tuple
可以表示不变集合,例如,一个点的二维左边就可以表示成:
>>>p = (1, 2)
但是,看到(1, 2)
,很难看出这个tuple
是用来表示一个坐标的。
定义一个class又小题大做了,这时,nametuple
就派上了用场:
>>> from collections import namedtuple
>>> Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
>>> p = Point(1, 2)
>>> p.x
1
>>>p.y
2
namedtuple
是一个函数,它用来创建一个自定义的tuple
对象,并且规定了tuple
元素的个数,并可以用属性而不是索引来引用tuple
的某个元素。
可以验证创建的Point
对象时tuple
的一种子类:
>>>isinstance(p, Point)
True
>>>isinstance(p, tuple)
True
类似的,如果要用坐标和半径表示一个园,也可以用namedtuple
定义:
# namedtuple("名称", [属性list])
Circle = namedtuple("Circle", ['x', 'y', 'r'])
deque
使用list
存储数据时,按索引访问元素很快,但是插入和删除元素就很慢了,因为list
是线性存储,数据量大的时候,插入和删除效率很低。
deque是为了高效实现插入和删除操作的双向队列,适合用于队列和栈:
>>>from collections import deque
>>>q = deque(['a', 'b', 'c'])
>>>q.append('x')
>>>q.appendleft('y')
>>>q
deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x'])
deque
除了实现list的append()
和pop()
外,还支持appendleft()
和popleft()
,这样就可以非常高效地往头部添加或删除元素。
defaultdict
使用dict
时,如果引用的Key不存在,就会抛出KeyError
。如果希望key不存在时,返回一个默认值,就可以用defaultdict
:
>>>from collections import defaultdict
>>>dd = defaultdict(lambda:'N/A')
>>>dd['key1'] = 'abc'
>>>dd['key1']
'abc'
>>>dd['key2']
'N/A'
注意默认值是调用函数返回的,而函数创建defaultdict
对象时传入。
除了在Key不存在时返回默认值,defaultdict
的其他行为跟dict
是完全一样的。
OrderedDict
使用dict
时,Key是无序的。在对dict
做迭代时,我们无法确定Key的顺序。
如果要保持Key的顺序,可以用OrderedDict
:
>>>from collections import OrderedDict
>>>d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
>>>d #dict的Key是无序的
{'a':1, 'c':3, 'b':3}
>>>od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c',3)])
>>>od
OrderedDict([('a', 1), ('b',2), ('c',3)])
注意,OrderedDict
的Key会按照插入的顺序排列,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的顺序返回
['z', 'y', 'x']
OrderedDict
可以实现一个FIFO(先进先出)的dict,当容量超出限制时,先删除最早添加的Key:
from collections import OrderedDict
class LastUpdatedOrderedDict(OrderedDict):
def __init__(self, capacity):
super(LastUpdatedOrderedDict, self).__init__()
self._capacity = capacity
def __seitem__(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)
Counter
Counter
是一个简单的计数器,例如,统计字符串出现的个数:
>>>from collections import Counter
>>>c = Counter()
>>>for ch in 'programming':
c[ch] = c[ch] + 1
>>>c
Counter({'g':2, 'm':2, 'r':2, 'a':1, 'i':1, 'o':1, 'n':1, 'p':1})
Counter
实际上也是dict
的一个子类,上面的结果可以看出,字符g
, m
, r
各出现了两次,其它字符各出现了一次。
小结
collections
模块提供了一些有用的集合类,可以根据需要选用。
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