Python模块之collections
collections模块 在内置数据类型(dict、list、set、tuple)的基础上,collections模块 还提供了几个额外的数据类型:Counter、deque、defaultdict、namedtuple和OrderedDict等。 1.namedtuple: 生成可以使用名字来访问元素内容的tuple 2.deque: 双端队列,可以快速的从另外一侧追加和推出对象 3.Counter: 计数器,主要用来计数 4.OrderedDict: 有序字典 5.defaultdict: 带有默认值的字典 ******namedtuple****** 我们知道tuple可以表示不变集合,例如,一个点的二维坐标就可以表示成: >>> 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。 这时,namedtuple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 复制代码 类似的,如果要用坐标和半径表示一个圆,也可以用namedtuple定义: #namedtuple('名称', [属性list]): Circle = namedtuple('Circle', ['x', 'y', 'r']) ******deque******(底层用c语言链表写的。。。) 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列表,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 >>> q.remove('a') >>> q deque(['y', 'b', 'c', 'x']) >>> q.insert(2,'xxx') >>> q deque(['y', 'b', 'xxx', 'c', 'x']) 小结: 在insert,remove的时候,deque的平均效率要远远高于列表。 列表根据索引查看某个值得效率要高于deque。 append和pop对列表的效率是没有影响的。 *******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': 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 >>> od.keys() # 按照插入的Key的顺序返回 ['z', 'y', 'x'] ******defaultdict****** 带有默认值的字典 有如下值集合 [11,22,33,44,55,66,77,88,99,90...],将所有大于 66 的值保存至字典的第一个key中, 将小于 66 的值保存至第二个key的值中。即: {'k1': 大于66 , 'k2': 小于66} from collections import defaultdict values = [11, 22, 33,44,55,66,77,88,99,90] my_dict = defaultdict(list) for value in values: if value>66: my_dict['k1'].append(value) else: my_dict['k2'].append(value) 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'] # key1存在 'abc' >>> dd['key2'] # key2不存在,返回默认值 'N/A' ******Counter****** Counter类的目的是用来跟踪值出现的次数。它是一个无序的容器类型,以字典的键值对形式存储, 其中元素作为key,其计数作为value。计数值可以是任意的Interger(包括0和负数)。 Counter类和其他语言的bags或multisets很相似。 c = Counter('abcdeabcdabcaba') print c 输出:Counter({'a': 5, 'b': 4, 'c': 3, 'd': 2, 'e': 1}) ****创建 Counter类创建的四种方法: >>> c = Counter() # 创建一个空的Counter类 >>> c = Counter('gallahad') # 从一个可iterable对象(list、tuple、dict、字符串等)创建 >>> c = Counter({'a': 4, 'b': 2}) # 从一个字典对象创建 >>> c = Counter(a=4, b=2) # 从一组键值对创建 ****计数值的访问与缺失的键 当所访问的键不存在时,返回0,而不是KeyError;否则返回它的计数。 计数值的访问 >>> c = Counter("abcdefgab") >>> c["a"] >>> c["c"] >>> c["h"] ****计数器的更新(update和subtract) 可以使用一个iterable对象或者另一个Counter对象来更新键值。 计数器的更新包括增加和减少两种。其中, 增加使用update()方法: 计数器的更新(update) >>> c = Counter('which') >>> c.update('witch') # 使用另一个iterable对象更新 >>> c['h'] >>> d = Counter('watch') >>> c.update(d) # 使用另一个Counter对象更新 >>> c['h'] 减少则使用subtract()方法 计数器的更新(subtract) >>> c = Counter('which') >>> c.subtract('witch') # 使用另一个iterable对象更新 >>> c['h'] >>> d = Counter('watch') >>> c.subtract(d) # 使用另一个Counter对象更新 >>> c['a'] -1 *****键的修改和删除 当计数值为0时,并不意味着元素被删除,删除元素应当使用del。 键的删除 >>> c = Counter("abcdcba") >>> c Counter({'a': 2, 'c': 2, 'b': 2, 'd': 1}) >>> c["b"] = 0 >>> c Counter({'a': 2, 'c': 2, 'd': 1, 'b': 0}) >>> del c["a"] >>> c Counter({'c': 2, 'b': 2, 'd': 1}) ****elements() 返回一个迭代器。元素被重复了多少次,在该迭代器中就包含多少个该元素。 元素排列无确定顺序,个数小于1的元素不被包含。 elements()方法 >>> c = Counter(a=4, b=2, c=0, d=-2) >>> list(c.elements()) ['a', 'a', 'a', 'a', 'b', 'b'] ****most_common([n]) 返回一个TopN列表。如果n没有被指定,则返回所有元素。 当多个元素计数值相同时,排列是无确定顺序的。 most_common()方法 >>> c = Counter('abracadabra') >>> c.most_common() [('a', 5), ('r', 2), ('b', 2), ('c', 1), ('d', 1)] >>> c.most_common(3) [('a', 5), ('r', 2), ('b', 2)] ****浅拷贝copy 浅拷贝copy >>> c = Counter("abcdcba") >>> c Counter({'a': 2, 'c': 2, 'b': 2, 'd': 1}) >>> d = c.copy() >>> d Counter({'a': 2, 'c': 2, 'b': 2, 'd': 1}) ****算术和集合操作 +、-、&、|操作也可以用于Counter。其中&和|操作分别返回两个Counter对象各元素的最小值和最大值。 需要注意的是,得到的Counter对象将删除小于1的元素。 Counter对象的算术和集合操作 >>> c = Counter(a=3, b=1) >>> d = Counter(a=1, b=2) >>> c + d # c[x] + d[x] Counter({'a': 4, 'b': 3}) >>> c - d # subtract(只保留正数计数的元素) Counter({'a': 2}) >>> c & d # 交集: min(c[x], d[x]) Counter({'a': 1, 'b': 1}) >>> c | d # 并集: max(c[x], d[x]) Counter({'a': 3, 'b': 2}) ****其他常用操作 下面是一些Counter类的常用操作,来源于Python官方文档 Counter类常用操作 sum(c.values()) # 所有计数的总数 c.clear() # 重置Counter对象,注意不是删除 list(c) # 将c中的键转为列表 set(c) # 将c中的键转为set dict(c) # 将c中的键值对转为字典 c.items() # 转为(elem, cnt)格式的列表 Counter(dict(list_of_pairs)) # 从(elem, cnt)格式的列表转换为Counter类对象 c.most_common()[:-n:-1] # 取出计数最少的n个元素 c += Counter() # 移除0和负值