内建模块-collections模块

collections
是python内建的一个集合模块，提供了很多有用的集合类

• namedtuple
  • tuple可以表示不变集合，但是无法看出这个集合是用来表示什么的
  • namedtuple是一个函数，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 （namedtuple-命名元祖）
  • namedtuple可以很方便的定义一种数据类型，它具备tuple的不变性，又可以根据属性来引用，使用很方便

>>> from collections import namedtuple
>>> Point = namedtuple('Point', ['x', 'y’])  # 第一个参数是tuple的名称   第二个参数是tuple及其元素
>>> p = Point(1, 2)  # 给该tuple赋值   p既是point类型，也是tuple类型
>>> p.x 
1
>>> p.y
2

• deque
  • 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很慢，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 （deque-双端列表）
  • deque除了实现list的append()和pop()外，还支持appendlift()和popleft()，这样就可以高效的往头部添加或删除元素了(list是个线性列表，添加和删除只能从尾部操作)

>>> from collections import deque
>>> q = deque(['a', 'b', 'c'])
>>> q.append('x’)  # 从右侧插入
>>> q.appendleft('y’) # 从左侧插入
>>> q
deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x'])

• defaultdict
  • 使用dict时，如果引用的key不存在，就会抛出KeyError错误，如果希望key不存在时，返回一个默认值，就可以使用defaultdict （default-默认）
  • 默认值是调用函数返回的，而函数在创建defaultdict对象时传入
  • 除了在key不存在时返回默认值，defaultdict的其他行为跟dict是完全一致的

>>> from collections import defaultdict
>>> dd = defaultdict(lambda: 'N/A’)  # 设置默认值
>>> dd['key1'] = 'abc'
>>> dd['key1'] # key1存在
'abc'
>>> dd['key2'] # key2不存在，返回默认值
'N/A'

• 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 （Ordered-有序的）
  • ordered的key会按照插入的顺序排序，不是key本身排序
  • OrderedDict可以实现一个FIFO(先进先出)的dict，当容量超出限制时，先删除最早添加的key

>>> od = OrderedDict()
>>> od['z'] = 1
>>> od['y'] = 2
>>> od['x'] = 3
>>> list(od.keys()) # 按照插入的Key的顺序返回
['z', 'y', 'x']

• ChainMap
  • ChainMap可以把一组dict串起来并组成一个逻辑上的dict，ChainMap本身也是一个dict，但是查找的时候，会按照顺序在内部的dict依次查找 (ChainMap-链图)
  • 什么时候使用ChainMap最合适？举个例子：应用程序往往都需要传入参数，参数可以通过命令行传入，可以通过环境变量传入，还可以有默认参数。我们可以用ChainMap实现参数的优先级查找，即先查命令行参数，如果没有传入，再查环境变量，如果没有，就使用默认参数。

from collections import ChainMap
import os, argparse

# 构造缺省参数:
defaults = {
    'color': 'red',
    'user': 'guest'
}

# 构造命令行参数:
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 }

# 组合成ChainMap:
combined = ChainMap(command_line_args, os.environ, defaults)

# 打印参数:
print('color=%s' % combined['color'])
print('user=%s' % combined['user’])
# 没有任何参数时，打印出默认参数  color=red  user=guest
# 当传入命令行参数时，优先使用命令行参数   color=red  user=bob
# 同时传入命令行参数和环境变量时，命令行的优先级较高   color=green   user=bob

• Counter
  • Counter是一个简单的计数器，例如统计字符出现的个数
  • Counter实际上也是dict的一个子类

>>> from collections import Counter
>>> c = Counter()
>>> for ch in 'programming':
...     c[ch] = c[ch] + 1
...
>>> c
Counter({'g': 2, 'm': 2, 'r': 2, 'a': 1, 'i': 1, 'o': 1, 'n': 1, 'p': 1})
>>> c.update('hello') # 也可以一次性update
>>> c
Counter({'r': 2, 'o': 2, 'g': 2, 'm': 2, 'l': 2, 'p': 1, 'a': 1, 'i': 1, 'n': 1, 'h': 1, 'e': 1})