python collections模組

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collections模組

collections模組在內建資料類型（dict、list、set、tuple）的基礎上，還提供了幾個額外的資料類型：ChainMap、Counter、deque、defaultdict、namedtuple和OrderedDict等。

1.namedtuple: 產生可以使用名字來訪問元素內容的tuple子類
2.deque: 雙端隊列，可以快速的從另外一側追加和推出對象
3.Counter: 計數器，主要用來計數
4.OrderedDict: 有序字典
5.defaultdict: 帶有預設值的字典

namedtuple

我們知道tuple可以表示不變集合，例如，一個點的二維座標就可以表示成：

>>> p = (1, 2)

但是，看到(1, 2)，很難看出這個tuple是用來表示一個座標的。

定義一個class又小題大做了，這時，namedtuple就派上了用場：

>>> from collections import namedtuple>>> Point = namedtuple(‘Point‘, [‘x‘, ‘y‘])>>> p = Point(1, 2)>>> p.x1>>> p.y2

namedtuple是一個函數，它用來建立一個自訂的tuple對象，並且規定了tuple元素的個數，並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資料類型，它具備tuple的不變性，又可以根據屬性來引用，使用十分方便。

可以驗證建立的Point對象是tuple的一種子類：

>>> isinstance(p, Point)True>>> isinstance(p, tuple)True

類似的，如果要用座標和半徑表示一個圓，也可以用namedtuple定義：

# namedtuple(‘名稱‘, [屬性list]):Circle = namedtuple(‘Circle‘, [‘x‘, ‘y‘, ‘r‘])

deque

使用list儲存資料時，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是線性儲存，資料量大的時候，插入和刪除效率很低。

deque是為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：

>>> from collections import deque>>> q = deque([‘a‘, ‘b‘, ‘c‘])>>> q.append(‘x‘)>>> q.appendleft(‘y‘)>>> qdeque([‘y‘, ‘a‘, ‘b‘, ‘c‘, ‘x‘])

deque除了實現list的append()和pop()外，還支援appendleft()和popleft()，這樣就可以非常高效地往頭部添加或刪除元素。

defaultdict

使用dict時，如果引用的Key不存在，就會拋出KeyError。如果希望key不存在時，返回一個預設值，就可以用defaultdict：

>>> from collections import defaultdict>>> dd = defaultdict(lambda: ‘N/A‘)>>> dd[‘key1‘] = ‘abc‘>>> dd[‘key1‘] # key1存在‘abc‘>>> dd[‘key2‘] # key2不存在，返回預設值‘N/A‘

注意預設值是調用函數返回的，而函數在建立defaultdict對象時傳入。

除了在Key不存在時返回預設值，defaultdict的其他行為跟dict是完全一樣的。

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。

如果要保持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>>> od.keys() # 按照插入的Key的順序返回[‘z‘, ‘y‘, ‘x‘]

OrderedDict可以實現一個FIFO（先進先出）的dict，當容量超出限制時，先刪除最早添加的Key：

from collections import OrderedDictclass 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)

Counter

Counter是一個簡單的計數器，例如，統計字元出現的個數：

>>> from collections import Counter>>> c = Counter()>>> for ch in ‘programming‘:...     c[ch] = c[ch] + 1...>>> cCounter({‘g‘: 2, ‘m‘: 2, ‘r‘: 2, ‘a‘: 1, ‘i‘: 1, ‘o‘: 1, ‘n‘: 1, ‘p‘: 1})

Counter實際上也是dict的一個子類，上面的結果可以看出，字元‘g‘、‘m‘、‘r‘各出現了兩次，其他字元各出現了一次。

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