collections.defaultdict如何工作？

2020/10/22 05:51 · python ·  · 0评论

我已经阅读了python文档中的示例，但仍然无法弄清楚此方法的含义。有人可以帮忙吗？这是python文档中的两个示例

>>> from collections import defaultdict

>>> s = 'mississippi'
>>> d = defaultdict(int)
>>> for k in s:
...     d[k] += 1
...
>>> d.items()
[('i', 4), ('p', 2), ('s', 4), ('m', 1)]

和

>>> s = [('yellow', 1), ('blue', 2), ('yellow', 3), ('blue', 4), ('red', 1)]
>>> d = defaultdict(list)
>>> for k, v in s:
...     d[k].append(v)
...
>>> d.items()
[('blue', [2, 4]), ('red', [1]), ('yellow', [1, 3])]

参数int和目的list是什么？

通常，KeyError如果您尝试使用字典中当前不存在的键来获取项，则Python字典会抛出。该defaultdict相反只会创建您尝试访问的任何物品（当然前提是他们还不存在）。为了创建这样的“默认”项目，它调用传递给构造函数的函数对象（更确切地说，它是一个任意的“可调用”对象，其中包括函数和类型对象）。对于第一个示例，使用创建默认项int()，它将返回integer对象0。在第二个示例中，使用创建默认项list()，该默认项返回一个新的空列表对象。

defaultdict表示如果在字典中找不到键，则会KeyError创建新条目而不是引发键。此新条目的类型由defaultdict的参数给出。

例如：

somedict = {}
print(somedict[3]) # KeyError

someddict = defaultdict(int)
print(someddict[3]) # print int(), thus 0

defaultdict

“标准字典包括setdefault（）方法，该方法用于检索值并在该值不存在时建立默认值。相比之下，defaultdict让调用者在初始化容器时预先指定默认值（要返回的值）。”

由Doug Hellmann在Python标准库中通过示例定义

如何使用defaultdict

导入defaultdict

>>> from collections import defaultdict

初始化defaultdict

通过传递来初始化

可作为其第一个参数（强制性）

>>> d_int = defaultdict(int)
>>> d_list = defaultdict(list)
>>> def foo():
...     return 'default value'
... 
>>> d_foo = defaultdict(foo)
>>> d_int
defaultdict(<type 'int'>, {})
>>> d_list
defaultdict(<type 'list'>, {})
>>> d_foo
defaultdict(<function foo at 0x7f34a0a69578>, {})

** kwargs作为第二个参数（可选）

>>> d_int = defaultdict(int, a=10, b=12, c=13)
>>> d_int
defaultdict(<type 'int'>, {'a': 10, 'c': 13, 'b': 12})

要么

>>> kwargs = {'a':10,'b':12,'c':13}
>>> d_int = defaultdict(int, **kwargs)
>>> d_int
defaultdict(<type 'int'>, {'a': 10, 'c': 13, 'b': 12})

如何运作

作为标准字典的子类，它可以执行所有相同的功能。

但是，如果传递未知密钥，它将返回默认值而不是错误。例如：

>>> d_int['a']
10
>>> d_int['d']
0
>>> d_int
defaultdict(<type 'int'>, {'a': 10, 'c': 13, 'b': 12, 'd': 0})

如果要更改默认值，请覆盖default_factory：

>>> d_int.default_factory = lambda: 1
>>> d_int['e']
1
>>> d_int
defaultdict(<function <lambda> at 0x7f34a0a91578>, {'a': 10, 'c': 13, 'b': 12, 'e': 1, 'd': 0})

要么

>>> def foo():
...     return 2
>>> d_int.default_factory = foo
>>> d_int['f']
2
>>> d_int
defaultdict(<function foo at 0x7f34a0a0a140>, {'a': 10, 'c': 13, 'b': 12, 'e': 1, 'd': 0, 'f': 2})

问题中的例子

例子1

由于int已作为default_factory传递，因此默认情况下，任何未知键都将返回0。

现在，当字符串在循环中传递时，它将增加d中这些字母的计数。

>>> s = 'mississippi'
>>> d = defaultdict(int)
>>> d.default_factory
<type 'int'>
>>> for k in s:
...     d[k] += 1
>>> d.items()
[('i', 4), ('p', 2), ('s', 4), ('m', 1)]
>>> d
defaultdict(<type 'int'>, {'i': 4, 'p': 2, 's': 4, 'm': 1})

例子2

由于列表已作为default_factory传递，因此默认情况下，任何未知（不存在）的键都将返回[]（即list）。

现在，在循环中传递元组列表时，它将把值附加到d [color]

>>> s = [('yellow', 1), ('blue', 2), ('yellow', 3), ('blue', 4), ('red', 1)]
>>> d = defaultdict(list)
>>> d.default_factory
<type 'list'>
>>> for k, v in s:
...     d[k].append(v)
>>> d.items()
[('blue', [2, 4]), ('red', [1]), ('yellow', [1, 3])]
>>> d
defaultdict(<type 'list'>, {'blue': [2, 4], 'red': [1], 'yellow': [1, 3]})

字典是一种方便的存储数据的方式，以便以后按名称（键）进行检索。键必须是唯一的，不可变的对象，并且通常是字符串。字典中的值可以是任何值。对于许多应用程序，值是简单的类型，例如整数和字符串。

当字典中的值是集合（列表，字典等）时，它会变得更加有趣。在这种情况下，必须在首次使用给定键时初始化该值（一个空列表或字典）。尽管这相对容易手动完成，但是defaultdict类型可以自动执行并简化此类操作。defaultdict的工作原理与普通dict完全相同，但是它使用不带任何参数并为不存在的键提供默认值的函数（“默认工厂”）进行了初始化。

defaultdict将永远不会引发KeyError。任何不存在的键都将获取默认工厂返回的值。

from collections import defaultdict
ice_cream = defaultdict(lambda: 'Vanilla')

ice_cream['Sarah'] = 'Chunky Monkey'
ice_cream['Abdul'] = 'Butter Pecan'

print(ice_cream['Sarah'])
>>>Chunky Monkey

print(ice_cream['Joe'])
>>>Vanilla

这是另一个示例，说明如何使用defaultdict如何降低复杂性

from collections import defaultdict
# Time complexity O(n^2)
def delete_nth_naive(array, n):
    ans = []
    for num in array:
        if ans.count(num) < n:
            ans.append(num)
    return ans

# Time Complexity O(n), using hash tables.
def delete_nth(array,n):
    result = []
    counts = defaultdict(int)

    for i in array:
        if counts[i] < n:
            result.append(i)
            counts[i] += 1
    return result


x = [1,2,3,1,2,1,2,3]
print(delete_nth(x, n=2))
print(delete_nth_naive(x, n=2))

总之，每当需要字典时，每个元素的值都应以默认值开头，请使用defaultdict。

这里对defaultdicts有很好的解释：http : //ludovf.net/blog/python-collections-defaultdict/

基本上，参数int和list是您传递的函数。请记住，Python接受函数名称作为参数。int默认情况下返回0，当用括号调用时，list返回一个空列表。

在普通词典中，如果在您的示例中尝试调用d[a]，则会出现错误（KeyError），因为仅存在键m，s，i和p，而键a尚未初始化。但是在defaultdict中，它将函数名称作为参数，当您尝试使用尚未初始化的键时，它只是调用您传入的函数，并将其返回值分配为新键的值。

由于问题是关于“它是如何工作的”，因此一些读者可能希望看到更多的螺母和螺栓。具体而言，所讨论的方法是该__missing__(key)方法。请参阅：https : //docs.python.org/2/library/collections.html#defaultdict-objects。

更具体地说，此答案显示了如何以__missing__(key)实际方式使用：https :
//stackoverflow.com/a/17956989/1593924

为了阐明“ callable”的含义，这是一个交互式会话（来自2.7.6，但也应在v3中工作）：

>>> x = int
>>> x
<type 'int'>
>>> y = int(5)
>>> y
5
>>> z = x(5)
>>> z
5

>>> from collections import defaultdict
>>> dd = defaultdict(int)
>>> dd
defaultdict(<type 'int'>, {})
>>> dd = defaultdict(x)
>>> dd
defaultdict(<type 'int'>, {})
>>> dd['a']
0
>>> dd
defaultdict(<type 'int'>, {'a': 0})

那是defaultdict的最典型用法（除了x变量的无意义使用外）。您可以使用0作为显式默认值来执行相同的操作，但不能使用简单的值：

>>> dd2 = defaultdict(0)

Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#7>", line 1, in <module>
    dd2 = defaultdict(0)
TypeError: first argument must be callable

相反，下面的方法起作用，因为它传递了一个简单的函数（它在运行时创建了一个不带参数的无名函数，并且始终返回0）：

>>> dd2 = defaultdict(lambda: 0)
>>> dd2
defaultdict(<function <lambda> at 0x02C4C130>, {})
>>> dd2['a']
0
>>> dd2
defaultdict(<function <lambda> at 0x02C4C130>, {'a': 0})
>>>

并使用不同的默认值：

>>> dd3 = defaultdict(lambda: 1)
>>> dd3
defaultdict(<function <lambda> at 0x02C4C170>, {})
>>> dd3['a']
1
>>> dd3
defaultdict(<function <lambda> at 0x02C4C170>, {'a': 1})
>>>

我自己的2¢：您还可以将defaultdict子类化：

class MyDict(defaultdict):
    def __missing__(self, key):
        value = [None, None]
        self[key] = value
        return value

对于非常复杂的情况，这可能会派上用场。

的行为defaultdict可以轻松地使用dict.setdefault代替，而不是d[key]在每个调用中进行模仿。

换句话说，代码：

from collections import defaultdict

d = defaultdict(list)

print(d['key'])                        # empty list []
d['key'].append(1)                     # adding constant 1 to the list
print(d['key'])                        # list containing the constant [1]

等效于：

d = dict()

print(d.setdefault('key', list()))     # empty list []
d.setdefault('key', list()).append(1)  # adding constant 1 to the list
print(d.setdefault('key', list()))     # list containing the constant [1]

唯一的区别是，使用defaultdict，列表构造函数仅被调用一次，而使用dict.setdefault列表构造函数则被更频繁地调用（但是如果确实需要，可以重写代码来避免这种情况）。

有人可能会认为有性能方面的考虑，但是这个话题是一个雷区。 这篇文章显示，例如，使用defaultdict不会带来很大的性能提升。

IMO，defaultdict是一个集合，它给代码增加的混乱多于好处。对我没用，但其他人可能会有所不同。

defaultdict工具是Python的collections类中的容器。它与通常的字典（dict）容器相似，但有一个区别：值字段的数据类型是在初始化时指定的。

例如：

from collections import defaultdict

d = defaultdict(list)

d['python'].append("awesome")

d['something-else'].append("not relevant")

d['python'].append("language")

for i in d.items():

    print i

打印：

('python', ['awesome', 'language'])
('something-else', ['not relevant'])

好吧，在以下情况下，defaultdict也会引发keyerror：

    from collections import defaultdict
    d = defaultdict()
    print(d[3]) #raises keyerror

始终记得将参数传递给defaultdict，例如defaultdict（int）。

我认为最好用它来代替switch case语句。假设我们有一个switch case语句，如下所示：

option = 1

switch(option) {
    case 1: print '1st option'
    case 2: print '2nd option'
    case 3: print '3rd option'
    default: return 'No such option'
}

switchpython中没有case语句。我们可以使用来达到相同的目的defaultdict。

from collections import defaultdict

def default_value(): return "Default Value"
dd = defaultdict(default_value)

dd[1] = '1st option'
dd[2] = '2nd option'
dd[3] = '3rd option'

print(dd[4])    
print(dd[5])    
print(dd[3])

它打印：

Default Value
Default Value
3rd option

在上面的代码片段dd中没有按键4或5，因此它打印出了我们在辅助函数中配置的默认值。这比原始字典要好得多，在原始字典中，KeyError如果不存在键，则抛出a 。由此可见，defaultdict更像是switch case语句，可以避免复杂的代码if-elif-elif-else块。

这个网站让我印象深刻的另一个好例子是：

>>> from collections import defaultdict
>>> food_list = 'spam spam spam spam spam spam eggs spam'.split()
>>> food_count = defaultdict(int) # default value of int is 0
>>> for food in food_list:
...     food_count[food] += 1 # increment element's value by 1
...
defaultdict(<type 'int'>, {'eggs': 1, 'spam': 7})
>>>

如果我们尝试访问除以外的任何其他项目eggs，spam则计数为0。

如果不使用defaultdict，则可能会为看不见的键分配新值，但无法对其进行修改。例如：

import collections
d = collections.defaultdict(int)
for i in range(10):
  d[i] += i
print(d)
# Output: defaultdict(<class 'int'>, {0: 0, 1: 1, 2: 2, 3: 3, 4: 4, 5: 5, 6: 6, 7: 7, 8: 8, 9: 9})

import collections
d = {}
for i in range(10):
  d[i] += i
print(d)
# Output: Traceback (most recent call last): File "python", line 4, in <module> KeyError: 0

标准字典包括setdefault（）方法，该方法用于检索值并在该值不存在时建立默认值。相比之下，defaultdict允许调用者在初始化容器时预先指定默认值。

import collections

def default_factory():
    return 'default value'

d = collections.defaultdict(default_factory, foo='bar')
print 'd:', d
print 'foo =>', d['foo']
print 'bar =>', d['bar']

只要所有键都具有相同的默认值，此方法就可以很好地工作。如果默认值是用于聚合或累积值的类型（例如列表，集合甚至int），则它特别有用。标准库文档包含使用这种方式使用defaultdict的几个示例。

$ python collections_defaultdict.py

d: defaultdict(<function default_factory at 0x100468c80>, {'foo': 'bar'})
foo => bar
bar => default value

简而言之：

defaultdict(int) -参数int表示值将为int类型。

defaultdict(list) -参数列表指示值将是列表类型。

文档和说明几乎是不言自明的：

http://docs.python.org/library/collections.html#collections.defaultdict

作为参数传递的类型函数（int / str等）用于为字典中不存在该键的任何给定键初始化默认值。

本文地址：http://python.askforanswer.com/collections-defaultdictruhegongzuo.html
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