容器数据类型 - Collections

Cotainer Data Types

Posted by Rancho on 2017-10-01 Word Count 972, 3 min to read

collections模块包含多种数据结构的实现,扩展了其他模块中的相应结构。

  • Counter:计数器
  • defaultdict:带有默认值的字典。
  • OrderedDict:记忆元素顺序的有序字典
  • deque:双端队列,允许从任意一端增加或删除元素。
  • namedtuple:生成可以使用名字来访问元素内容的tuple子类

Counter

Counter作为一个容器,可以跟踪相同的值增加了多少次。Counter支持3种形式的初始化:调用Counter构造函数时提供元素序列或者一个包含键和技术的字典,还可以使用关键字参数将字符串名映射到计数。(默认行为会按照key来排序)

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from collections import Counter

Counter(['a', 'b', 'c', 'a', 'c', 'c'])
Counter({'a': 5, 'b': 1, 'c': 3})
Counter(a=2, b=1, c=3)

# got the same results
# Counter({'a': 2, 'b': 1, 'c': 3})

如果不提供任何参数,可以构造一个空的Counter,然后通过update方法填充。

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from collections import Counter

c = Counter()
# Counter()

c.update('abbcccdddd')
# Counter({'a': 1, 'b':2, 'c': 3, 'd':4})

c.update(a=2, d=5, e=1)
# Counter({'a': 3, 'b':2, 'c': 3, 'd':9, 'e': 1})

一旦填充了Counter,可以通过字典API来获取它的值。

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from collections importCounter

c = Counter('abcdaab')

for letter in 'abcde':
print('{0}: {1}'.format(letter, c[letter]))

对于未知的元素,Counter不会产生KeyError。如果在输入中没有找到某个值,其计数为0。
elements方法返回一个迭代器,返回Counter记录的所有元素,不过不能保证元素的顺序不变。
most_common方法生成一个序列,返回计数最大的N项元素,如果不提供参数,则会按频度排序返回所有列表。

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for letter, count in c.most_common(3):
print('{}: {}'.format(letter, count))

另外,Counter实例还支持算数和集合操作。每次执行一个操作会生成一个新的Counter,并且计数为0或者为负数的元素会被删除。

defaultdict

内建字典包含setdefault方法来获取默认值,而defaultdict会在初始化容器时就让调用者提前指定默认值。

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from collections import defaultdict
from functools import partial

d1 = defaultdict(int)
d2 = defaultdict(partial(int, 2))
d3 = defaultdict(partial(defaultdict, partial(int, 3)))

OrderedDict

OrderedDict其实是字典的子类,它可以记住往字典中增加元素的顺序

需要注意的时,OrderedDict在检查相等性时,除了查看其内容,也会考虑元素增加的顺序

deque

双端队列支持从任意一端增加和删除元素。栈和队列实际上就是双端队列的退化形式,其输入和输出都限制在一端。由于deque是一种序列容器,因此同样支持list的一些操作,如用__getitem__检查内容,确定长度,以及通过匹配标识从序列中删除某元素。

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from collections import deque

d = deque('abcdefg')
print(len(d))
print(d[0])
print(d[-1])

d.remove('a')

从左端或右端填充数据

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d1 = deque()
d1.extend('abc')
d1.append('efg')
d1.pop()

d2 = deque()
d2.extendleft('abc')
d2.appendleft('efg')
d2.popleft()

还可以按任意方向旋转从而跳过一些元素。
你可以形象地把deque中的元素想象成是刻在拨号盘上数字,当参数为负数,则逆时针(左旋)转动,否则为顺时针转动(右旋)。

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d.rotate(2)
d.rotate(-2)

namedtuple

内建tuple使用数值索引来访问成员,一旦tuple中的字段变多,而且在代码实现中,可能元组的构造和使用相距很远,就很容易导致错误。namedtuple除了指定数值索引外,还回指定名字。在内存使用方面,namedtupel和内建元组同样高效。

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from collections import namedtuple

person = namedtuple('person', 'name age gender')

print('type of person: ', type(person))

rancho = person(name='rancho', age=20, gender='male')
print(rancho)

默认情况下,namedtuple定义字段时是不允许重复的,如果非要这么做,可以将rename参数设置为True