python常见模块_ collections
1.
collections是Python内建的一个集合模块,提供了许多有用的集合类。
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。
这样一来,我们用namedtuple
可以很方便地定义一种数据类型,它具备tuple的不变性,又可以根据属性来引用,使用十分方便。
from collections import namedtuple Point = namedtuple('Point', ['x', 'y']) print(Point) p = Point(1, 2) print('P:\n{}\nP.x:\n{}\nP.y:\n{}'.format(p, p.x, p.y))
/Users/cloud/.conda/envs/auto/bin/python /Users/cloud/PycharmProjects/ModuleProject/collections_module/1_collections.py <class '__main__.Point'> P: Point(x=1, y=2) P.x: 1 P.y: 2 Process finished with exit code 0
这个模块实现了特定目标的容器,以提供Python标准内建容器 dict
, list
, set
, 和 tuple
的替代选择。
创建命名元组子类的工厂函数 |
|
类似列表(list)的容器,实现了在两端快速添加(append)和弹出(pop) |
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类似字典(dict)的容器类,将多个映射集合到一个视图里面 |
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字典的子类,提供了可哈希对象的计数功能 |
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字典的子类,保存了他们被添加的顺序 |
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字典的子类,提供了一个工厂函数,为字典查询提供一个默认值 |
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封装了字典对象,简化了字典子类化 |
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封装了列表对象,简化了列表子类化 |
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封装了列表对象,简化了字符串子类化 |
Deprecated since version 3.3, will be removed in version 3.10: 已将 容器抽象基类 移至 collections.abc
模块。 为了保持向下兼容性,它们在 Python 3.9 版的这个模块中仍然存在。
ChainMap
对象
3.3 新版功能.
一个 ChainMap
类是为了将多个映射快速的链接到一起,这样它们就可以作为一个单元处理。它通常比创建一个新字典和多次调用 update()
要快很多。
这个类可以用于模拟嵌套作用域,并且在模版化的时候比较有用。
- class
collections.
ChainMap
(*maps) -
一个
ChainMap
将多个字典或者其他映射组合在一起,创建一个单独的可更新的视图。 如果没有 maps 被指定,就提供一个默认的空字典,这样一个新链至少有一个映射。底层映射被存储在一个列表中。这个列表是公开的,可以通过 maps 属性存取和更新。没有其他的状态。
搜索查询底层映射,直到一个键被找到。不同的是,写,更新和删除只操作第一个映射。
一个
ChainMap
通过引用合并底层映射。 所以,如果一个底层映射更新了,这些更改会反映到ChainMap
。支持所有常用字典方法。另外还有一个 maps 属性(attribute),一个创建子上下文的方法(method), 一个存取它们首个映射的属性(property):
maps
-
一个可以更新的映射列表。这个列表是按照第一次搜索到最后一次搜索的顺序组织的。它是仅有的存储状态,可以被修改。列表最少包含一个映射。
new_child
(m=None)-
返回一个新的
ChainMap
类,包含了一个新映射(map),后面跟随当前实例的全部映射(map)。如果m
被指定,它就成为不同新的实例,就是在所有映射前加上 m,如果没有指定,就加上一个空字典,这样的话一个d.new_child()
调用等价于ChainMap({}, *d.maps)
。这个方法用于创建子上下文,不改变任何父映射的值。在 3.4 版更改: 添加了
m
可选参数。
parents
-
属性返回一个新的
ChainMap
包含所有的当前实例的映射,除了第一个。这样可以在搜索的时候跳过第一个映射。 使用的场景类似在 nested scopes 嵌套作用域中使用nonlocal
关键词。用例也可以类比内建函数super()
。一个d.parents
的引用等价于ChainMap(*d.maps[1:])
。
注意,一个
ChainMap()
的迭代顺序是通过扫描最后的映射来确定的:>>> baseline = {'music': 'bach', 'art': 'rembrandt'} >>> adjustments = {'art': 'van gogh', 'opera': 'carmen'} >>> list(ChainMap(adjustments, baseline)) ['music', 'art', 'opera']
这给出了与
dict.update()
调用序列相同的顺序,从最后一个映射开始:>>> combined = baseline.copy() >>> combined.update(adjustments) >>> list(combined) ['music', 'art', 'opera']
在 3.9 版更改: 增加了对
|
和|=
运算符的支持,相关说明见 PEP 584。
参见
-
MultiContext class 在 Enthought CodeTools package 有支持写映射的选项。
-
Django 的 Context class 模版是只读映射。它的上下文的push和pop特性也类似于
new_child()
方法parents
属性。 -
Nested Contexts recipe 提供了是否对第一个映射或其他映射进行写和其他修改的选项。
-
一个 极简的只读版 Chainmap.
ChainMap
例子和方法
这一节提供了多个使用链映射的案例。
模拟Python内部lookup链的例子
import builtins
pylookup = ChainMap(locals(), globals(), vars(builtins))
让用户指定的命令行参数优先于环境变量,优先于默认值的例子
import os, argparse
defaults = {'color': 'red', 'user': 'guest'}
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 is not None}
combined = ChainMap(command_line_args, os.environ, defaults)
print(combined['color'])
print(combined['user'])
用 ChainMap
类模拟嵌套上下文的例子
c = ChainMap() # Create root context
d = c.new_child() # Create nested child context
e = c.new_child() # Child of c, independent from d
e.maps[0] # Current context dictionary -- like Python's locals()
e.maps[-1] # Root context -- like Python's globals()
e.parents # Enclosing context chain -- like Python's nonlocals
d['x'] = 1 # Set value in current context
d['x'] # Get first key in the chain of contexts
del d['x'] # Delete from current context
list(d) # All nested values
k in d # Check all nested values
len(d) # Number of nested values
d.items() # All nested items
dict(d) # Flatten into a regular dictionary
ChainMap
类只更新链中的第一个映射,但lookup会搜索整个链。 然而,如果需要深度写和删除,也可以很容易的通过定义一个子类来实现它
class DeepChainMap(ChainMap):
'Variant of ChainMap that allows direct updates to inner scopes'
def __setitem__(self, key, value):
for mapping in self.maps:
if key in mapping:
mapping[key] = value
return
self.maps[0][key] = value
def __delitem__(self, key):
for mapping in self.maps:
if key in mapping:
del mapping[key]
return
raise KeyError(key)
>>> d = DeepChainMap({'zebra': 'black'}, {'elephant': 'blue'}, {'lion': 'yellow'})
>>> d['lion'] = 'orange' # update an existing key two levels down
>>> d['snake'] = 'red' # new keys get added to the topmost dict
>>> del d['elephant'] # remove an existing key one level down
>>> d # display result
DeepChainMap({'zebra': 'black', 'snake': 'red'}, {}, {'lion': 'orange'})
Counter
对象
一个计数器工具提供快速和方便的计数。比如
>>> # Tally occurrences of words in a list
>>> cnt = Counter()
>>> for word in ['red', 'blue', 'red', 'green', 'blue', 'blue']:
... cnt[word] += 1
>>> cnt
Counter({'blue': 3, 'red': 2, 'green': 1})
>>> # Find the ten most common words in Hamlet
>>> import re
>>> words = re.findall(r'\w+', open('hamlet.txt').read().lower())
>>> Counter(words).most_common(10)
[('the', 1143), ('and', 966), ('to', 762), ('of', 669), ('i', 631),
('you', 554), ('a', 546), ('my', 514), ('hamlet', 471), ('in', 451)]
- class
collections.
Counter
([iterable-or-mapping]) -
一个
Counter
是一个dict
的子类,用于计数可哈希对象。它是一个集合,元素像字典键(key)一样存储,它们的计数存储为值。计数可以是任何整数值,包括0和负数。Counter
类有点像其他语言中的 bags或multisets。元素从一个 iterable 被计数或从其他的 mapping (or counter)初始化:
>>> c = Counter() # a new, empty counter >>> c = Counter('gallahad') # a new counter from an iterable >>> c = Counter({'red': 4, 'blue': 2}) # a new counter from a mapping >>> c = Counter(cats=4, dogs=8) # a new counter from keyword args
Counter对象有一个字典接口,如果引用的键没有任何记录,就返回一个0,而不是弹出一个
KeyError
:>>> c = Counter(['eggs', 'ham']) >>> c['bacon'] # count of a missing element is zero 0
设置一个计数为0不会从计数器中移去一个元素。使用
del
来删除它:>>> c['sausage'] = 0 # counter entry with a zero count >>> del c['sausage'] # del actually removes the entry
3.1 新版功能.
在 3.7 版更改: 作为
dict
的子类,Counter
继承了记住插入顺序的功能。 Counter 对象进行数学运算时同样会保持顺序。 结果会先按每个元素在运算符左边的出现时间排序,然后再按其在运算符右边的出现时间排序。计数器对象除了字典方法以外,还提供了三个其他的方法:
elements
()-
返回一个迭代器,其中每个元素将重复出现计数值所指定次。 元素会按首次出现的顺序返回。 如果一个元素的计数值小于一,
elements()
将会忽略它。>>> c = Counter(a=4, b=2, c=0, d=-2) >>> sorted(c.elements()) ['a', 'a', 'a', 'a', 'b', 'b']
most_common
([n])-
返回一个列表,其中包含 n 个最常见的元素及出现次数,按常见程度由高到低排序。 如果 n 被省略或为
None
,most_common()
将返回计数器中的 所有 元素。 计数值相等的元素按首次出现的顺序排序:>>> Counter('abracadabra').most_common(3) [('a', 5), ('b', 2), ('r', 2)]
subtract
([iterable-or-mapping])-
从 迭代对象 或 映射对象 减去元素。像
dict.update()
但是是减去,而不是替换。输入和输出都可以是0或者负数。>>> c = Counter(a=4, b=2, c=0, d=-2) >>> d = Counter(a=1, b=2, c=3, d=4) >>> c.subtract(d) >>> c Counter({'a': 3, 'b': 0, 'c': -3, 'd': -6})
3.2 新版功能.
通常字典方法都可用于
Counter
对象,除了有两个方法工作方式与字典并不相同。fromkeys
(iterable)-
这个类方法没有在
Counter
中实现。
update
([iterable-or-mapping])-
从 迭代对象 计数元素或者 从另一个 映射对象 (或计数器) 添加。 像
dict.update()
但是是加上,而不是替换。另外,迭代对象 应该是序列元素,而不是一个(key, value)
对。
Counter
对象的常用案例
sum(c.values()) # total of all counts
c.clear() # reset all counts
list(c) # list unique elements
set(c) # convert to a set
dict(c) # convert to a regular dictionary
c.items() # convert to a list of (elem, cnt) pairs
Counter(dict(list_of_pairs)) # convert from a list of (elem, cnt) pairs
c.most_common()[:-n-1:-1] # n least common elements
+c # remove zero and negative counts
提供了几个数学操作,可以结合 Counter
对象,以生产 multisets (计数器中大于0的元素)。 加和减,结合计数器,通过加上或者减去元素的相应计数。交集和并集返回相应计数的最小或最大值。每种操作都可以接受带符号的计数,但是输出会忽略掉结果为零或者小于零的计数。
>>> c = Counter(a=3, b=1)
>>> d = Counter(a=1, b=2)
>>> c + d # add two counters together: c[x] + d[x]
Counter({'a': 4, 'b': 3})
>>> c - d # subtract (keeping only positive counts)
Counter({'a': 2})
>>> c & d # intersection: min(c[x], d[x])
Counter({'a': 1, 'b': 1})
>>> c | d # union: max(c[x], d[x])
Counter({'a': 3, 'b': 2})
单目加和减(一元操作符)意思是从空计数器加或者减去。
>>> c = Counter(a=2, b=-4)
>>> +c
Counter({'a': 2})
>>> -c
Counter({'b': 4})
3.3 新版功能: 添加了对一元加,一元减和位置集合操作的支持。
注解
计数器主要是为了表达运行的正的计数而设计;但是,小心不要预先排除负数或者其他类型。为了帮助这些用例,这一节记录了最小范围和类型限制。
-
Counter
类是一个字典的子类,不限制键和值。值用于表示计数,但你实际上 可以 存储任何其他值。 -
most_common()
方法在值需要排序的时候用。 -
原地操作比如
c[key] += 1
, 值类型只需要支持加和减。 所以分数,小数,和十进制都可以用,负值也可以支持。这两个方法update()
和subtract()
的输入和输出也一样支持负数和0。 -
Multiset多集合方法只为正值的使用情况设计。输入可以是负数或者0,但只输出计数为正的值。没有类型限制,但值类型需要支持加,减和比较操作。
-
elements()
方法要求正整数计数。忽略0和负数计数。
参见
-
Bag class 在 Smalltalk。
-
Wikipedia 链接 Multisets.
-
C++ multisets 教程和例子。
-
数学操作和多集合用例,参考 Knuth, Donald. The Art of Computer Programming Volume II, Section 4.6.3, Exercise 19 。
-
在给定数量和集合元素枚举所有不同的多集合,参考
itertools.combinations_with_replacement()
map(Counter, combinations_with_replacement('ABC', 2)) # --> AA AB AC BB BC CC
deque
对象
- class
collections.
deque
([iterable[, maxlen]]) -
返回一个新的双向队列对象,从左到右初始化(用方法
append()
) ,从 iterable (迭代对象) 数据创建。如果 iterable 没有指定,新队列为空。Deque队列是由栈或者queue队列生成的(发音是 “deck”,”double-ended queue”的简称)。Deque 支持线程安全,内存高效添加(append)和弹出(pop),从两端都可以,两个方向的大概开销都是 O(1) 复杂度。
虽然
list
对象也支持类似操作,不过这里优化了定长操作和pop(0)
和insert(0, v)
的开销。它们引起 O(n) 内存移动的操作,改变底层数据表达的大小和位置。如果 maxlen 没有指定或者是
None
,deques 可以增长到任意长度。否则,deque就限定到指定最大长度。一旦限定长度的deque满了,当新项加入时,同样数量的项就从另一端弹出。限定长度deque提供类似Unix filtertail
的功能。它们同样可以用与追踪最近的交换和其他数据池活动。双向队列(deque)对象支持以下方法:
append
(x)-
添加 x 到右端。
appendleft
(x)-
添加 x 到左端。
clear
()-
移除所有元素,使其长度为0.
copy
()-
创建一份浅拷贝。
3.5 新版功能.
count
(x)-
计算 deque 中元素等于 x 的个数。
3.2 新版功能.
extend
(iterable)-
扩展deque的右侧,通过添加iterable参数中的元素。
extendleft
(iterable)-
扩展deque的左侧,通过添加iterable参数中的元素。注意,左添加时,在结果中iterable参数中的顺序将被反过来添加。
index
(x[, start[, stop]])-
返回 x 在 deque 中的位置(在索引 start 之后,索引 stop 之前)。 返回第一个匹配项,如果未找到则引发
ValueError
。3.5 新版功能.
insert
(i, x)-
在位置 i 插入 x 。
如果插入会导致一个限长 deque 超出长度 maxlen 的话,就引发一个
IndexError
。3.5 新版功能.
pop
()-
移去并且返回一个元素,deque 最右侧的那一个。 如果没有元素的话,就引发一个
IndexError
。
popleft
()-
移去并且返回一个元素,deque 最左侧的那一个。 如果没有元素的话,就引发
IndexError
。
remove
(value)-
移除找到的第一个 value。 如果没有的话就引发
ValueError
。
reverse
()-
将deque逆序排列。返回
None
。3.2 新版功能.
rotate
(n=1)-
向右循环移动 n 步。 如果 n 是负数,就向左循环。
如果deque不是空的,向右循环移动一步就等价于
d.appendleft(d.pop())
, 向左循环一步就等价于d.append(d.popleft())
。
Deque对象同样提供了一个只读属性:
maxlen
-
Deque的最大尺寸,如果没有限定的话就是
None
。3.1 新版功能.
除了以上操作,deque 还支持迭代、封存、len(d)
、reversed(d)
、copy.copy(d)
、copy.deepcopy(d)
、成员检测运算符 in
以及下标引用例如通过 d[0]
访问首个元素等。 索引访问在两端的复杂度均为 O(1) 但在中间则会低至 O(n)。 如需快速随机访问,请改用列表。
Deque从版本3.5开始支持 __add__()
, __mul__()
, 和 __imul__()
。
示例:
>>> from collections import deque
>>> d = deque('ghi') # make a new deque with three items
>>> for elem in d: # iterate over the deque's elements
... print(elem.upper())
G
H
I
>>> d.append('j') # add a new entry to the right side
>>> d.appendleft('f') # add a new entry to the left side
>>> d # show the representation of the deque
deque(['f', 'g', 'h', 'i', 'j'])
>>> d.pop() # return and remove the rightmost item
'j'
>>> d.popleft() # return and remove the leftmost item
'f'
>>> list(d) # list the contents of the deque
['g', 'h', 'i']
>>> d[0] # peek at leftmost item
'g'
>>> d[-1] # peek at rightmost item
'i'
>>> list(reversed(d)) # list the contents of a deque in reverse
['i', 'h', 'g']
>>> 'h' in d # search the deque
True
>>> d.extend('jkl') # add multiple elements at once
>>> d
deque(['g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l'])
>>> d.rotate(1) # right rotation
>>> d
deque(['l', 'g', 'h', 'i', 'j', 'k'])
>>> d.rotate(-1) # left rotation
>>> d
deque(['g', 'h', 'i', 'j', 'k', 'l'])
>>> deque(reversed(d)) # make a new deque in reverse order
deque(['l', 'k', 'j', 'i', 'h', 'g'])
>>> d.clear() # empty the deque
>>> d.pop() # cannot pop from an empty deque
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#6>", line 1, in -toplevel-
d.pop()
IndexError: pop from an empty deque
>>> d.extendleft('abc') # extendleft() reverses the input order
>>> d
deque(['c', 'b', 'a'])
deque
用法
这一节展示了deque的多种用法。
限长deque提供了类似Unix tail
过滤功能
def tail(filename, n=10):
'Return the last n lines of a file'
with open(filename) as f:
return deque(f, n)
另一个用法是维护一个近期添加元素的序列,通过从右边添加和从左边弹出
def moving_average(iterable, n=3):
# moving_average([40, 30, 50, 46, 39, 44]) --> 40.0 42.0 45.0 43.0
# http://en.wikipedia.org/wiki/Moving_average
it = iter(iterable)
d = deque(itertools.islice(it, n-1))
d.appendleft(0)
s = sum(d)
for elem in it:
s += elem - d.popleft()
d.append(elem)
yield s / n
一个 轮询调度器 可以通过在 deque
中放入迭代器来实现。值从当前迭代器的位置0被取出并暂存(yield)。 如果这个迭代器消耗完毕,就用 popleft()
将其从对列中移去;否则,就通过 rotate()
将它移到队列的末尾
def roundrobin(*iterables):
"roundrobin('ABC', 'D', 'EF') --> A D E B F C"
iterators = deque(map(iter, iterables))
while iterators:
try:
while True:
yield next(iterators[0])
iterators.rotate(-1)
except StopIteration:
# Remove an exhausted iterator.
iterators.popleft()
rotate()
方法提供了一种方式来实现 deque
切片和删除。 例如, 一个纯的Python del d[n]
实现依赖于 rotate()
来定位要弹出的元素
def delete_nth(d, n):
d.rotate(-n)
d.popleft()
d.rotate(n)
要实现 deque
切片, 使用一个类似的方法,应用 rotate()
将目标元素放到左边。通过 popleft()
移去老的条目(entries),通过 extend()
添加新的条目, 然后反向 rotate。这个方法可以最小代价实现命令式的栈操作,诸如 dup
, drop
, swap
, over
, pick
, rot
, 和 roll
。
defaultdict
对象
- class
collections.
defaultdict
([default_factory[, ...]]) -
返回一个新的类似字典的对象。
defaultdict
是内置dict
类的子类。它重载了一个方法并添加了一个可写的实例变量。其余的功能与dict
类相同,此处不再重复说明。本对象包含一个名为
default_factory
的属性,构造时,第一个参数用于为该属性提供初始值,默认为None
。所有其他参数(包括关键字参数)都相当于传递给dict
的构造函数。defaultdict
对象除了支持标准dict
的操作,还支持以下方法作为扩展:__missing__
(key)-
如果
default_factory
属性为None
,则调用本方法会抛出KeyError
异常,附带参数 key。如果
default_factory
不为None
,则它会被(不带参数地)调用来为 key 提供一个默认值,这个值和 key 作为一对键值对被插入到字典中,并作为本方法的返回值返回。如果调用
default_factory
时抛出了异常,这个异常会原封不动地向外层传递。在无法找到所需键值时,本方法会被
dict
中的__getitem__()
方法调用。无论本方法返回了值还是抛出了异常,都会被__getitem__()
传递。注意,
__missing__()
不会 被__getitem__()
以外的其他方法调用。意味着get()
会像正常的 dict 那样返回None
,而不是使用default_factory
。
defaultdict
对象支持以下实例变量:default_factory
-
本属性由
__missing__()
方法来调用。如果构造对象时提供了第一个参数,则本属性会被初始化成那个参数,如果未提供第一个参数,则本属性为None
。
在 3.9 版更改: 增加了合并 (
|
) 与更新 (|=
) 运算符,相关说明见 PEP 584。
defaultdict
例子
使用 list
作为 default_factory
,很轻松地将(键-值对组成的)序列转换为(键-列表组成的)字典:
>>> s = [('yellow', 1), ('blue', 2), ('yellow', 3), ('blue', 4), ('red', 1)]
>>> d = defaultdict(list)
>>> for k, v in s:
... d[k].append(v)
...
>>> sorted(d.items())
[('blue', [2, 4]), ('red', [1]), ('yellow', [1, 3])]
当每个键第一次遇见时,它还没有在字典里面,所以自动创建该条目,即调用 default_factory
方法,返回一个空的 list
。 list.append()
操作添加值到这个新的列表里。当再次存取该键时,就正常操作,list.append()
添加另一个值到列表中。这个计数比它的等价方法 dict.setdefault()
要快速和简单:
>>> d = {}
>>> for k, v in s:
... d.setdefault(k, []).append(v)
...
>>> sorted(d.items())
[('blue', [2, 4]), ('red', [1]), ('yellow', [1, 3])]
设置 default_factory
为 int
,使 defaultdict
用于计数(类似其他语言中的 bag 或 multiset):
>>> s = 'mississippi'
>>> d = defaultdict(int)
>>> for k in s:
... d[k] += 1
...
>>> sorted(d.items())
[('i', 4), ('m', 1), ('p', 2), ('s', 4)]
当一个字母首次遇到时,它会查询失败,则 default_factory
会调用 int()
来提供一个整数 0 作为默认值。后续的自增操作建立起对每个字母的计数。
函数 int()
总是返回 0,这是常数函数的特殊情况。一个更快和灵活的方法是使用 lambda 函数,可以提供任何常量值(不只是0):
>>> def constant_factory(value):
... return lambda: value
>>> d = defaultdict(constant_factory('<missing>'))
>>> d.update(name='John', action='ran')
>>> '%(name)s %(action)s to %(object)s' % d
'John ran to <missing>'
设置 default_factory
为 set
使 defaultdict
用于构建 set 集合:
>>> s = [('red', 1), ('blue', 2), ('red', 3), ('blue', 4), ('red', 1), ('blue', 4)]
>>> d = defaultdict(set)
>>> for k, v in s:
... d[k].add(v)
...
>>> sorted(d.items())
[('blue', {2, 4}), ('red', {1, 3})]
namedtuple()
命名元组的工厂函数
命名元组赋予每个位置一个含义,提供可读性和自文档性。它们可以用于任何普通元组,并添加了通过名字获取值的能力,通过索引值也是可以的。
collections.
namedtuple
(typename, field_names, *, rename=False, defaults=None, module=None)-
返回一个新的元组子类,名为 typename 。这个新的子类用于创建类元组的对象,可以通过字段名来获取属性值,同样也可以通过索引和迭代获取值。子类实例同样有文档字符串(类名和字段名)另外一个有用的
__repr__()
方法,以name=value
格式列明了元组内容。field_names 是一个像
[‘x’, ‘y’]
一样的字符串序列。另外 field_names 可以是一个纯字符串,用空白或逗号分隔开元素名,比如'x y'
或者'x, y'
。任何有效的Python 标识符都可以作为字段名,除了下划线开头的那些。有效标识符由字母,数字,下划线组成,但首字母不能是数字或下划线,另外不能是关键词
keyword
比如 class, for, return, global, pass, 或 raise 。如果 rename 为真, 无效字段名会自动转换成位置名。比如
['abc', 'def', 'ghi', 'abc']
转换成['abc', '_1', 'ghi', '_3']
, 消除关键词def
和重复字段名abc
。defaults 可以为
None
或者是一个默认值的 iterable 。如果一个默认值域必须跟其他没有默认值的域在一起出现,defaults 就应用到最右边的参数。比如如果域名['x', 'y', 'z']
和默认值(1, 2)
,那么x
就必须指定一个参数值 ,y
默认值1
,z
默认值2
。如果 module 值有定义,命名元组的
__module__
属性值就被设置。命名元组实例没有字典,所以它们要更轻量,并且占用更小内存。
在 3.1 版更改: 添加了对 rename 的支持。
在 3.6 版更改: verbose 和 rename 参数成为 仅限关键字参数.
在 3.6 版更改: 添加了 module 参数。
在 3.7 版更改: 移除了 verbose 形参和
_source
属性。在 3.7 版更改: 添加了 defaults 参数和
_field_defaults
属性。
>>> # Basic example
>>> Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
>>> p = Point(11, y=22) # instantiate with positional or keyword arguments
>>> p[0] + p[1] # indexable like the plain tuple (11, 22)
33
>>> x, y = p # unpack like a regular tuple
>>> x, y
(11, 22)
>>> p.x + p.y # fields also accessible by name
33
>>> p # readable __repr__ with a name=value style
Point(x=11, y=22)
命名元组尤其有用于赋值 csv
sqlite3
模块返回的元组
EmployeeRecord = namedtuple('EmployeeRecord', 'name, age, title, department, paygrade')
import csv
for emp in map(EmployeeRecord._make, csv.reader(open("employees.csv", "rb"))):
print(emp.name, emp.title)
import sqlite3
conn = sqlite3.connect('/companydata')
cursor = conn.cursor()
cursor.execute('SELECT name, age, title, department, paygrade FROM employees')
for emp in map(EmployeeRecord._make, cursor.fetchall()):
print(emp.name, emp.title)
除了继承元组的方法,命名元组还支持三个额外的方法和两个属性。为了防止字段名冲突,方法和属性以下划线开始。
- classmethod
somenamedtuple.
_make
(iterable) -
类方法从存在的序列或迭代实例创建一个新实例。
>>> t = [11, 22] >>> Point._make(t) Point(x=11, y=22)
somenamedtuple.
_asdict
()-
返回一个新的
dict
,它将字段名称映射到它们对应的值:>>> p = Point(x=11, y=22) >>> p._asdict() {'x': 11, 'y': 22}
在 3.1 版更改: 返回一个
OrderedDict
而不是dict
。在 3.8 版更改: 返回一个常规
dict
而不是OrderedDict
。 因为自 Python 3.7 起,常规字典已经保证有序。 如果需要OrderedDict
的额外特性,推荐的解决方案是将结果转换为需要的类型:OrderedDict(nt._asdict())
。
somenamedtuple.
_replace
(**kwargs)-
返回一个新的命名元组实例,并将指定域替换为新的值
>>> p = Point(x=11, y=22) >>> p._replace(x=33) Point(x=33, y=22) >>> for partnum, record in inventory.items(): ... inventory[partnum] = record._replace(price=newprices[partnum], timestamp=time.now())
somenamedtuple.
_fields
-
字符串元组列出了字段名。用于提醒和从现有元组创建一个新的命名元组类型。
>>> p._fields # view the field names ('x', 'y') >>> Color = namedtuple('Color', 'red green blue') >>> Pixel = namedtuple('Pixel', Point._fields + Color._fields) >>> Pixel(11, 22, 128, 255, 0) Pixel(x=11, y=22, red=128, green=255, blue=0)
somenamedtuple.
_field_defaults
-
字典将字段名称映射到默认值。
>>> Account = namedtuple('Account', ['type', 'balance'], defaults=[0]) >>> Account._field_defaults {'balance': 0} >>> Account('premium') Account(type='premium', balance=0)
要获取这个名字域的值,使用 getattr()
函数 :
>>> getattr(p, 'x')
11
转换一个字典到命名元组,使用 ** 两星操作符 (所述如 解包参数列表):
>>> d = {'x': 11, 'y': 22}
>>> Point(**d)
Point(x=11, y=22)
因为一个命名元组是一个正常的Python类,它可以很容易的通过子类更改功能。这里是如何添加一个计算域和定宽输出打印格式:
>>> class Point(namedtuple('Point', ['x', 'y'])):
... __slots__ = ()
... @property
... def hypot(self):
... return (self.x ** 2 + self.y ** 2) ** 0.5
... def __str__(self):
... return 'Point: x=%6.3f y=%6.3f hypot=%6.3f' % (self.x, self.y, self.hypot)
>>> for p in Point(3, 4), Point(14, 5/7):
... print(p)
Point: x= 3.000 y= 4.000 hypot= 5.000
Point: x=14.000 y= 0.714 hypot=14.018
上面的子类设置 __slots__
为一个空元组。通过阻止创建实例字典保持了较低的内存开销。
子类化对于添加和存储新的名字域是无效的。应当通过 _fields
创建一个新的命名元组来实现它:
>>> Point3D = namedtuple('Point3D', Point._fields + ('z',))
文档字符串可以自定义,通过直接赋值给 __doc__
属性:
>>> Book = namedtuple('Book', ['id', 'title', 'authors'])
>>> Book.__doc__ += ': Hardcover book in active collection'
>>> Book.id.__doc__ = '13-digit ISBN'
>>> Book.title.__doc__ = 'Title of first printing'
>>> Book.authors.__doc__ = 'List of authors sorted by last name'
在 3.5 版更改: 文档字符串属性变成可写。
参见
-
请参阅
typing.NamedTuple
,以获取为命名元组添加类型提示的方法。 它还使用class
关键字提供了一种优雅的符号:class Component(NamedTuple): part_number: int weight: float description: Optional[str] = None
-
对于以字典为底层的可变域名, 参考
types.SimpleNamespace()
。 -
dataclasses
模块提供了一个装饰器和一些函数,用于自动将生成的特殊方法添加到用户定义的类中。
OrderedDict
对象
有序词典就像常规词典一样,但有一些与排序操作相关的额外功能。由于内置的 dict
类获得了记住插入顺序的能力(在 Python 3.7 中保证了这种新行为),它们变得不那么重要了。
一些与 dict
的不同仍然存在:
-
常规的
dict
被设计为非常擅长映射操作。 跟踪插入顺序是次要的。 -
OrderedDict
旨在擅长重新排序操作。 空间效率、迭代速度和更新操作的性能是次要的。 -
算法上,
OrderedDict
可以比dict
更好地处理频繁的重新排序操作。 这使其适用于跟踪最近的访问(例如在 LRU cache 中)。 -
对于
OrderedDict
,相等操作检查匹配顺序。 -
OrderedDict
类的popitem()
方法有不同的签名。它接受一个可选参数来指定弹出哪个元素。 -
OrderedDict
类有一个move_to_end()
方法,可以有效地将元素移动到任一端。 -
Python 3.8之前,
dict
缺少__reversed__()
方法。
- class
collections.
OrderedDict
([items]) -
返回一个
dict
子类的实例,它具有专门用于重新排列字典顺序的方法。3.1 新版功能.
popitem
(last=True)-
有序字典的
popitem()
方法移除并返回一个 (key, value) 键值对。 如果 last 值为真,则按 LIFO 后进先出的顺序返回键值对,否则就按 FIFO 先进先出的顺序返回键值对。
move_to_end
(key, last=True)-
将现有 key 移动到有序字典的任一端。 如果 last 为真值(默认)则将元素移至末尾;如果 last 为假值则将元素移至开头。如果 key 不存在则会触发
KeyError
:>>> d = OrderedDict.fromkeys('abcde') >>> d.move_to_end('b') >>> ''.join(d.keys()) 'acdeb' >>> d.move_to_end('b', last=False) >>> ''.join(d.keys()) 'bacde'
3.2 新版功能.
相对于通常的映射方法,有序字典还另外提供了逆序迭代的支持,通过 reversed()
。
OrderedDict
之间的相等测试是顺序敏感的,实现为 list(od1.items())==list(od2.items())
。 OrderedDict
对象和其他的 Mapping
的相等测试,是顺序敏感的字典测试。这允许 OrderedDict
替换为任何字典可以使用的场所。
在 3.5 版更改: OrderedDict
的项(item),键(key)和值(value) 视图 现在支持逆序迭代,通过 reversed()
。
在 3.6 版更改: PEP 468 赞成将关键词参数的顺序保留, 通过传递给 OrderedDict
构造器和它的 update()
方法。
在 3.9 版更改: 增加了合并 (|
) 与更新 (|=
) 运算符,相关说明见 PEP 584。
OrderedDict
例子和用法
创建记住键值 最后 插入顺序的有序字典变体很简单。 如果新条目覆盖现有条目,则原始插入位置将更改并移至末尾:
class LastUpdatedOrderedDict(OrderedDict):
'Store items in the order the keys were last added'
def __setitem__(self, key, value):
super().__setitem__(key, value)
self.move_to_end(key)
一个 OrderedDict
对于实现 functools.lru_cache()
的变体也很有用:
class LRU(OrderedDict):
'Limit size, evicting the least recently looked-up key when full'
def __init__(self, maxsize=128, /, *args, **kwds):
self.maxsize = maxsize
super().__init__(*args, **kwds)
def __getitem__(self, key):
value = super().__getitem__(key)
self.move_to_end(key)
return value
def __setitem__(self, key, value):
if key in self:
self.move_to_end(key)
super().__setitem__(key, value)
if len(self) > self.maxsize:
oldest = next(iter(self))
del self[oldest]
UserList
对象
这个类封装了列表对象。它是一个有用的基础类,对于你想自定义的类似列表的类,可以继承和覆盖现有的方法,也可以添加新的方法。这样我们可以对列表添加新的行为。
对这个类的需求已部分由直接创建 list
的子类的功能所替代;不过,这个类处理起来更容易,因为底层的列表可以作为属性来访问。
- class
collections.
UserList
([list]) -
模拟一个列表。这个实例的内容被保存为一个正常列表,通过
UserList
的data
属性存取。实例内容被初始化为一个 list 的copy,默认为[]
空列表。 list 可以是迭代对象,比如一个Python列表,或者一个UserList
对象。UserList
提供了以下属性作为可变序列的方法和操作的扩展:
子类化的要求: UserList
的子类需要提供一个构造器,可以无参数调用,或者一个参数调用。返回一个新序列的列表操作需要创建一个实现类的实例。它假定了构造器可以以一个参数进行调用,这个参数是一个序列对象,作为数据源。
如果一个分离的类不希望依照这个需求,所有的特殊方法就必须重写;请参照源代码进行修改。
UserString
对象
UserString
类是用作字符串对象的外包装。对这个类的需求已部分由直接创建 str
的子类的功能所替代;不过,这个类处理起来更容易,因为底层的字符串可以作为属性来访问。
- class
collections.
UserString
(seq) -
模拟一个字符串对象。这个实例对象的内容保存为一个正常字符串,通过
UserString
的data
属性存取。实例内容初始化设置为 seq 的copy。seq 参数可以是任何可通过内建str()
函数转换为字符串的对象。UserString
提供了以下属性作为字符串方法和操作的额外支持:data
-
一个真正的
str
对象用来存放UserString
类的内容。
在 3.5 版更改: 新方法
__getnewargs__
,__rmod__
,casefold
,format_map
,isprintable
, 和maketrans
。