Python中的collections模块详解

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Python中的collections模块详解

collections 模块给出了python中一些功能更加强大的数据结构、集合类

namedtuple

顾名思义，namedtuple就是有了名字的tuple，声明一个namedtuple类的时候可以传入两个参数，第一个是这个tuple的名字，第二个是一个str的list，依次说明其中每一个元素的名称：

from collections import namedtuple

Point = namedtuple("Point", ['x', 'y'])
p = Point(1, 2)
print("Point at x={}, y={}".format(p.x, p.y))

运行结果：

Point at x=1, y=2

再比如，使用一个namedtuple来存储一个马尔可夫决策过程（Markov Decision Process，MDP）模型：

MDP = namedtuple("MDP", ['states', 'actions', 'transitions', 'rewards'])

deque

deque是一个双向列表，非常适用于队列和栈，因为普通的list是一个线性结构，使用索引访问元素时非常快，但是对于插入和删除就比较慢，所以deque可以提高插入和删除的效率，可以使用list(a_deque)将deque转换成list。

常用的方法：

• append：向列表尾部添加元素
• appendLeft：向列表头部添加元素
• pop：从列表尾部取出元素
• popLeft：从列表头部取出元素

一个例子：

from collections import deque

a = deque([1, 2, 3])
print(a)
a.append(4)
print(a)
a.appendleft(0)
print(a)
a.pop()
print(a)
a.popleft()
print(list(a))

运行结果：

deque([1, 2, 3])
deque([1, 2, 3, 4])
deque([0, 1, 2, 3, 4])
deque([0, 1, 2, 3])
[1, 2, 3]

defaultdict

defaultdict是给不存在的key分配一个默认值的字典，和普通的dict相比，如果遇到key不存在的情况，不会抛出 KeyError，而是返回默认值。其他的行为和dict一模一样：

from collections import defaultdict

dd = defaultdict(lambda: 'DEFAULT VALUE')
dd['key1'] = 123
print(dd['key1'])
print(dd['key2'])

运行结果为：

123
DEFAULT VALUE

OrderedDict

正如其名字所说，OrderedDict是一个有序的字典，普通的dict中的key是没有顺序，即我们遍历一个字典的时候是不知道它所遍历的顺序的，单独OrderedDict为key进行了排序，顺序就是拆入键的顺序，后插入的排在后边，这样在遍历的时候就有了顺序：

from collections import OrderedDict

od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

od['d'] = 4

for item in od.items():
    print(item)

运行结果为：

('a', 1)
('b', 2)
('c', 3)
('d', 4)

ChainMap

ChainMap是一个将多个dict按照循序串起来的数据结构，在查找字典中的某一个键所对应的值的时候，先从ChainMap中的第一个字典查起，如果该字典有该key，就返回对应的值，没有就依次往后查找后边的dict。

from collections import ChainMap

dict1 = {
     'a': 1, 'b': 2}
dict2 = {
     'a': 'a', 'c': 'c'}
dict3 = {
     'a': 4, 'c': 5}

dicts = ChainMap(dict1, dict2, dict3)

print(dicts['a'])
print(dicts['b'])
print(dicts['c'])

获得的结果为：

1
2
c

Counter

Counter是一个计数器，它是dict的一个子类，可以根据键来区别记录多个不同的计数，相当于一个计数器集合，还可以通过update函数一次性更新多个计数器：

from collections import Counter

counter = Counter()

for c in "hello world":
    counter[c] += 1

print(counter)

counter.update("hello world")

print(counter)

得到的结果：

Counter({'l': 3, 'o': 2, 'h': 1, 'e': 1, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1})
Counter({'l': 6, 'o': 4, 'h': 2, 'e': 2, ' ': 2, 'w': 2, 'r': 2, 'd': 2})