本文深入讲解Python的collections模块，涵盖namedtuple、deque、Counter、OrderedDict及defaultdict等高级数据结构的使用方法与应用场景，帮助读者提升数据处理能力。
collections模块
Python3中,在内置数据类型:字典(dict),列表(list),集合(set),元组(tuple),的基础上,collections模块还提供了几个额外封装的数据类型: Counter,deque,defaultdict,namedtuple,OrderDict等
namedtuple
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生成能够使用名字来访问元素的元组(tuple)
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从名字可以理解,带名字的元组,即我们可以通过name来取值
- 官方文档解释: 返回一个具有命名字段的元组的新子类
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In [1]: # 从collections模块中导入namedtuple
In [2]: from collections import namedtuple
In [3]: # 创建新的元组子类
In [4]: Point = namedtuple('Point', ['name', 'age'])
In [5]: p = Point('zs', 18)
In [6]: # 通过name取值
In [7]: p.name
Out[7]: 'zs'
In [8]: p.age
Out[8]: 18
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deque
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双向队列,可以快速的从另外一侧追加和推出对象
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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,因为列表是线性存储,数量大的时候,插入和删除的效率很低.
- deque就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.
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In [1]: # 从collections模块中导入deque
In [2]: from collections import deque
In [3]: # 创建双向队列
In [4]: q = deque(['a', 'b', 'c'])
In [5]: # 从最后插入
In [6]: q.append('d')
In [7]: # 从头插入
In [8]: q.appendleft('0')
In [9]: q
Out[9]: deque(['0', 'a', 'b', 'c', 'd'])
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Counter
- Counter类的目的是用来统计容器中值出现的次数;
- 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;
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In [1]: from collections import Counter
In [2]: data = Counter('fsadjkfskdjlakjfdkl')
In [3]: data
Out[3]: Counter({'f': 3, 's': 2, 'a': 2, 'd': 3, 'j': 3, 'k': 4, 'l': 2})
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OrderedDict
- 有序字典,顾名思义,Python原本的字典是无序的,在对字典进行迭代时,key的顺序是无法控制的,这时候我们可以利用OrderedDict来实现我们的目标
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# 从collections模块中盗图OrderedDict
>>> from collections import OrderedDict
# 创建一个无序字典
>>> d = dict([('a',1),('b',2),('c',3)])
>>> d # dict的key是无序的
{'a':1,'c':3,'b':2}
# 创建一个有序字典
>>> od = OrderedDict([('a',1),('b',2),('c',3)])
>>> od # OrderedDict的key是有序的
OrderedDict([('a',1),('b',2),('c',3)])
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OrderedDict的key会按照插入的顺序排序,不是key本身排序
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In [1]: from collections import OrderedDict
In [2]: od = OrderedDict()
In [3]: od
Out[3]: OrderedDict()
In [4]: # 插入键值对
In [5]: od['z'] = 1
In [6]: od['y'] = 2
In [7]: od['x'] = 3
In [8]: od.keys() # 按照插入的key的顺序返回
Out[8]: odict_keys(['z', 'y', 'x'])
In [9]: od
Out[9]: OrderedDict([('z', 1), ('y', 2), ('x', 3)])
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defaultdict
- 带有默认值的字典
- 当我们使用字典,通过key来获取数据时,如果key不存在,会抛出KeyError异常,如果希望Key不存在时,返回一个默认追,就可以使用defaultdict
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In [1]: # 从collections 模块导入defaultdict
In [2]: from collections import defaultdict
In [3]: # 创建带默认值的字典
In [4]: dd = defaultdict(lambda: None) # 不存在返回None
In [5]: # 为创建的字典添加键值对
In [6]: dd['name'] = 'qiangzai'
In [7]: # key不存在自动添加返回默认值
In [8]: dd['name']
Out[8]: 'qiangzai'
In [9]: dd['age']
In [10]: dd
Out[10]: defaultdict(<function __main__.<lambda>()>, {'name': 'qiangzai', 'age': None})
In [11]: dict(dd)
Out[11]: {'name': 'qiangzai', 'age': None}
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