python學(xué)習(xí)筆記，特做記錄，分享給大家，希望對(duì)大家有所幫助。

collections是Python內(nèi)建的一個(gè)集合模塊，提供了許多有用的集合類。

namedtuple

我們知道tuple可以表示不變集合，例如，一個(gè)點(diǎn)的二維坐標(biāo)就可以表示成：

p = (1, 2)

但是，看到(1, 2)，很難看出這個(gè)tuple是用來表示一個(gè)坐標(biāo)的。

定義一個(gè)class又小題大做了，這時(shí)，namedtuple就派上了用場(chǎng)：

from collections import namedtuple

Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
p = Point(1, 2)
print p.x
print p.y

運(yùn)行結(jié)果：

1
2

Process finished with exit code 0

namedtuple是一個(gè)函數(shù)，它用來創(chuàng)建一個(gè)自定義的tuple對(duì)象，并且規(guī)定了tuple元素的個(gè)數(shù)，并可以用屬性而不是索引來引用tuple的某個(gè)元素。

這樣一來，我們用namedtuple可以很方便地定義一種數(shù)據(jù)類型，它具備tuple的不變性，又可以根據(jù)屬性來引用，使用十分方便。

可以驗(yàn)證創(chuàng)建的Point對(duì)象是tuple的一種子類：

print isinstance(p, Point)
print isinstance(p, tuple)

運(yùn)行結(jié)果：

True
True

Process finished with exit code 0

類似的，如果要用坐標(biāo)和半徑表示一個(gè)圓，也可以用namedtuple定義：

# namedtuple('名稱', [屬性list]):
Circle = namedtuple('Circle', ['x', 'y', 'r'])

deque

使用list存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，按索引訪問元素很快，但是插入和刪除元素就很慢了，因?yàn)閘ist是線性存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)量大的時(shí)候，插入和刪除效率很低。

deque是為了高效實(shí)現(xiàn)插入和刪除操作的雙向列表，適合用于隊(duì)列和棧：

from collections import deque

q = deque(['a', 'b', 'c'])
q.append('x')
q.appendleft('y')
print q

運(yùn)行結(jié)果：

deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x'])

Process finished with exit code 0

deque除了實(shí)現(xiàn)list的append()和pop()外，還支持appendleft()和popleft()，這樣就可以非常高效地往頭部添加或刪除元素。

defaultdict

使用dict時(shí)，如果引用的Key不存在，就會(huì)拋出KeyError。如果希望key不存在時(shí)，返回一個(gè)默認(rèn)值，就可以用defaultdict：

from collections import defaultdict

dd = defaultdict(lambda : 'N/A')
dd['key1'] = 'abc'
# key1存在
print dd['key1']
# key2不存在，返回默認(rèn)值
print dd['key2']

運(yùn)行結(jié)果：

abc
N/A

Process finished with exit code 0

注意默認(rèn)值是調(diào)用函數(shù)返回的，而函數(shù)在創(chuàng)建defaultdict對(duì)象時(shí)傳入。

除了在Key不存在時(shí)返回默認(rèn)值，defaultdict的其他行為跟dict是完全一樣的。

OrderedDict

使用dict時(shí)，Key是無序的。在對(duì)dict做迭代時(shí)，我們無法確定Key的順序。

如果要保持Key的順序，可以用OrderedDict：

from collections import OrderedDict

d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
# dict的Key是無序的
print d
od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
# OrderedDict的Key是有序的
print od

運(yùn)行結(jié)果：

{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}
OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

Process finished with exit code 0

注意，OrderedDict的Key會(huì)按照插入的順序排列，不是Key本身排序：

od = OrderedDict()
od['z'] = 1
od['y'] = 2
od['x'] = 3
# 按照插入的Key的順序返回
print list(od.keys())

運(yùn)行結(jié)果：

['z', 'y', 'x']

Process finished with exit code 0

OrderedDict可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)FIFO（先進(jìn)先出）的dict，當(dāng)容量超出限制時(shí)，先刪除最早添加的Key：

from collections import OrderedDict

class LastUpdatedOrderedDict(OrderedDict):

    def __init__(self, capacity):
        super(LastUpdatedOrderedDict, self).__init__()
        self._capacity = capacity

    def __setitem__(self, key, value):
        containsKey = 1 if key in self else 0
        if len(self) - containsKey >= self._capacity:
            last = self.popitem(last=False)
            print 'remove:', last
        if containsKey:
            del self[key]
            print 'set:', (key, value)
        else:
            print 'add:', (key, value)
        OrderedDict.__setitem__(self, key, value)

ChainMap

ChainMap可以把一組dict串起來并組成一個(gè)邏輯上的dict。ChainMap本身也是一個(gè)dict，但是查找的時(shí)候，會(huì)按照順序在內(nèi)部的dict依次查找。

什么時(shí)候使用ChainMap最合適？舉個(gè)例子：應(yīng)用程序往往都需要傳入?yún)?shù)，參數(shù)可以通過命令行傳入，可以通過環(huán)境變量傳入，還可以有默認(rèn)參數(shù)。我們可以用ChainMap實(shí)現(xiàn)參數(shù)的優(yōu)先級(jí)查找，即先查命令行參數(shù)，如果沒有傳入，再查環(huán)境變量，如果沒有，就使用默認(rèn)參數(shù)。

下面的代碼演示了如何查找user和color這兩個(gè)參數(shù)：

from collections import ChainMap
import os, argparse

# 構(gòu)造缺省參數(shù):
defaults = {
    'color': 'red',
    'user': 'guest'
}

# 構(gòu)造命令行參數(shù):
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 }

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

# 打印參數(shù):
print 'color=%s' % combined['color']
print 'user=%s' % combined['user']

沒有任何參數(shù)時(shí)，打印出默認(rèn)參數(shù)：

$ python3 use_chainmap.py 
color=red
user=guest

當(dāng)傳入命令行參數(shù)時(shí)，優(yōu)先使用命令行參數(shù)：

$ python3 use_chainmap.py -u bob
color=red
user=bob

同時(shí)傳入命令行參數(shù)和環(huán)境變量，命令行參數(shù)的優(yōu)先級(jí)較高：

$ user=admin color=green python3 use_chainmap.py -u bob
color=green
user=bob

Counter

Counter是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)器，例如，統(tǒng)計(jì)字符出現(xiàn)的個(gè)數(shù)：

from collections import Counter

c = Counter()
for ch in 'programming':
    c[ch] = c[ch] + 1
print c

運(yùn)行結(jié)果：

Counter({'g': 2, 'm': 2, 'r': 2, 'a': 1, 'i': 1, 'o': 1, 'n': 1, 'p': 1})

Process finished with exit code 0

Counter實(shí)際上也是dict的一個(gè)子類，上面的結(jié)果可以看出，字符'g'、'm'、'r'各出現(xiàn)了兩次，其他字符各出現(xiàn)了一次。