Python的容器模块

2022-11-12 11:17:48

Python 附带一个模块，它包含许多容器数据类型，名字叫作 collections。我们将讨论它的作用和用法

我们将讨论的是：

defaultdict
counter
deque
namedtuple
enum.Enum (包含在 Python 3.4 以上)

defaultdict与 dict 类型不同，你不需要检查 key 是否存在

from collections import defaultdict

colours = (
    ('Yasoob', 'Yellow'),
    ('Ali', 'Blue'),
    ('Arham', 'Green'),
    ('Ali', 'Black'),
    ('Yasoob', 'Red'),
    ('Ahmed', 'Silver'),
)

favourite_colours = defaultdict(list)

for name, colour in colours:
    favourite_colours[name].append(colour)

print(favourite_colours)

'''
另一种重要的是例子就是：当你在一个字典中对一个键进行嵌套赋值时，
如果这个键不存在，会触发 keyError 异常。defaultdict 允许我们用一个聪明的方式绕过这个问题。 
首先我分享一个使用 dict 触发 KeyError 的例子，然后提供一个使用 defaultdict 的解决方案。
'''
some_dict = {}
# some_dict['colours']['favourite'] = "yellow" # KeyError: 'colours'
import collections
tree = lambda: collections.defaultdict(tree)
some_dict = tree()
some_dict['colours']['favourite'] = "yellow"
# 用 json.dumps 打印出 some_dict
import json
print(json.dumps(some_dict)) # 输出: {"colours": {"favourite": "yellow"}}

counter

Counter 是一个计数器，它可以帮助我们针对某项数据进行计数。

比如它可以用来计算每个人喜欢多少种颜色

from collections import Counter

colours = (
    ('Yasoob', 'Yellow'),
    ('Ali', 'Blue'),
    ('Arham', 'Green'),
    ('Ali', 'Black'),
    ('Yasoob', 'Red'),
    ('Ahmed', 'Silver'),
)
# 这个在元组的计数上还是非常有用的，很快，采用Counter(name for 参数 in 变量中)
favs = Counter(name for name, colour in colours)
print(favs)
# 它统计一个文件中出现字符的个数
with open('demo.txt', 'r',encoding='utf-8') as f: # 一般有中文字符最好加上encoding=utf-8
    line_count = Counter(f)
# 打印出文件中出现字符的个数，好奇，他是以什么分隔字符串呢
print(line_count) # Counter({'Hola!\n': 2, '问问': 1})

deque

deque 提供了一个双端队列，你可以从头/尾两端添加或删除元素。

要想使用它，首先我们要从 collections 中导入 deque 模块

from collections import deque


# 创建一个 deque 对象。
d = deque()
# 它的用法就像python的 list，并且提供了类似的方法
d.append('1')
d.append('2')
d.append('3')
print(d)
print(len(d))
d.pop() # pop()不需要指定参数，默认删除最后一项
print(d) # deque(['1', '2'])
d.insert(1,3)
print(d) # deque(['1', 3, '2'])
print(d.extend(['happy','python'])) # None ;deque好像没有extend()这个方法;不对，打印是None，但打印d旧有了
# 可以从两端出pop出数据
print(d) # deque(['1', 3, '2', 'happy', 'python'])
print(d.popleft()) # 1
print(d.pop()) # python
print(d) # deque([3, '2', 'happy'])


# 可以限制这个列表的大小，当超出你设定的限制时，数据会从对队列另一端被挤出去（pop）
# 如果你这时候是往右边插入列表,也就是extend，那边左边的数据就会被挤出去
d = deque(maxlen=30)
'''
现在当你插入30条数据时，最左边一端的数据将从队列中删除。
你还可以从任一端扩展这个队列中的数据：
'''
d.extendleft([0])
d.extend([6,7,8])
d.extend([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
d.extend([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
d.extend([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
# 第一项0被挤出去了
print(d) # deque([6, 7, 8, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], maxlen=30)

namedtuple

'''
您可能已经熟悉元组。一个元组是一个不可变的列表，
你可以存储一个数据的序列，它和命名元组（namedtuples）非常像，但有几个关键的不同。
主要相似点是都不像列表，你不能修改元组中的数据。为了获取元组中的数据，你需要使用整数作为索引：
'''

man = ('Ali', 30)
print(man[0])
'''
那 namedtuples 是什么呢？它把元组变成一个针对简单任务的容器。
你不必使用整数索引来访问一个 namedtuples 的数据。
你可以像字典（dict）一样访问 namedtuples，但 namedtuples 是不可变的。
'''
from collections import namedtuple

# 一个命名元组（namedtuple）有两个必需的参数。它们是元组名称和字段名称。
Animal = namedtuple('Ani', 'name age type') # 这里的Ani就是元组名称；之后的字符串就是字段名称
perry = Animal(name="perry", age=31, type="cat")

print(perry)## 输出: Animal(name='perry', age=31, type='cat')
print(perry.name) # perry
# 也可以使用整数索引
print(perry[0]) # perry
'''
namedtuple 让你的元组变得自文档了。你只要看一眼就很容易理解代码是做什么的。
你也不必使用整数索引来访问一个命名元组，这让你的代码更易于维护。
而且，namedtuple 的每个实例没有对象字典，所以它们很轻量，与普通的元组比，
并不需要更多的内存。这使得它们比字典更快。
'''
# 要记住他是个元组，他的属性值是不可改变的
# perry.age = 42 # AttributeError: can't set attribute

# 可以将一个命名元组转换为字典，方法如下：
from collections import namedtuple

Animal = namedtuple('Animal', 'name age type')
perry = Animal(name="Perry", age=31, type="cat")
a = perry._asdict()
print(type(a)) #<class 'collections.OrderedDict'>
print(perry._asdict()) # OrderedDict([('name', 'Perry'), ('age', 31), ('type', 'cat')])

enum.Enum (Python 3.4+)枚举对象

'''
另一个有用的容器是枚举对象，它属于 enum 模块，存在于 Python 3.4 以上版本中
(同时作为一个独立的 PyPI 包 enum34 供老版本使用）。Enums（枚举类型）基本上是一种组织各种东西的方式。
让我们回顾一下上一个 Animal命名元组的例子。
它有一个 type 字段，问题是，type 是一个字符串。
那么问题来了，万一程序员输入了 Cat，因为他按到了 Shift 键，或者输入了 CAT，甚至 kitten？
枚举可以帮助我们避免这个问题，通过不使用字符串。考虑以下这个例子：
'''

from collections import namedtuple
from enum import Enum

class Species(Enum):
    cat = 1
    dog = 2
    horse = 3
    aardvark = 4
    butterfly = 5
    owl = 6
    platypus = 7
    dragon = 8
    unicorn = 9
    # 依次类推

    # 但我们并不想关心同一物种的年龄，所以我们可以使用一个别名
    kitten = 1  # (译者注：幼小的猫咪)
    puppy = 2   # (译者注：幼小的狗狗)

Animal = namedtuple('Animal', 'name age type')
perry = Animal(name="Perry", age=31, type=Species.cat)
drogon = Animal(name="Drogon", age=4, type=Species.dragon)
tom = Animal(name="Tom", age=75, type=Species.cat)
charlie = Animal(name="Charlie", age=2, type=Species.kitten)

print(charlie.type == tom.type) # True

# 三种方法访问枚举数据，例如以下方法都可以获取到 cat 的值
a = Species(1)
b = Species['cat']
c = Species.cat
print(a,b,c) # Species.cat Species.cat Species.cat

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