Python中的defaultdict与__missing__()使用介绍
前言
今天我们的主角是defaultdict,同时也会介绍一下模仿方法__missing__(),本文主要来源于网友博客,分享给有需要的人。下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。
默认值可以很方便
众所周知,在Python中如果访问字典中不存在的键,会引发KeyError异常。但是有时候,字典中的每个键都存在默认值是非常方便的。例如下面的例子:
strings=('puppy','kitten','puppy','puppy', 'weasel','puppy','kitten','puppy') counts={} forkwinstrings: counts[kw]+=1
该例子统计strings中某个单词出现的次数,并在counts字典中作记录。单词每出现一次,在counts相对应的键所存的值数字加1。但是事实上,运行这段代码会抛出KeyError异常,出现的时机是每个单词第一次统计的时候,因为Python的dict中不存在默认值的说法,可以在Python命令行中验证:
>>>counts=dict() >>>counts {} >>>counts['puppy']+=1 Traceback(mostrecentcalllast): File"",line1,in KeyError:'puppy'
使用判断语句检查
既然如此,首先可能想到的方法是在单词第一次统计的时候,在counts中相应的键存下默认值1。这需要在处理的时候添加一个判断语句:
strings=('puppy','kitten','puppy','puppy', 'weasel','puppy','kitten','puppy') counts={} forkwinstrings: ifkwnotincounts: counts[kw]=1 else: counts[kw]+=1 #counts: #{'puppy':5,'weasel':1,'kitten':2}
使用dict.setdefault()方法
也可以通过dict.setdefault()方法来设置默认值:
strings=('puppy','kitten','puppy','puppy', 'weasel','puppy','kitten','puppy') counts={} forkwinstrings: counts.setdefault(kw,0) counts[kw]+=1
dict.setdefault()方法接收两个参数,第一个参数是健的名称,第二个参数是默认值。假如字典中不存在给定的键,则返回参数中提供的默认值;反之,则返回字典中保存的值。利用dict.setdefault()方法的返回值可以重写for循环中的代码,使其更加简洁:
strings=('puppy','kitten','puppy','puppy', 'weasel','puppy','kitten','puppy') counts={} forkwinstrings: counts[kw]=counts.setdefault(kw,0)+1
使用collections.defaultdict类
以上的方法虽然在一定程度上解决了dict中不存在默认值的问题,但是这时候我们会想,有没有一种字典它本身提供了默认值的功能呢?答案是肯定的,那就是collections.defaultdict。
defaultdict类就好像是一个dict,但是它是使用一个类型来初始化的:
>>>fromcollectionsimportdefaultdict >>>dd=defaultdict(list) >>>dd defaultdict(,{})
defaultdict类的初始化函数接受一个类型作为参数,当所访问的键不存在的时候,可以实例化一个值作为默认值:
>>>dd['foo'] [] >>>dd defaultdict(,{'foo':[]}) >>>dd['bar'].append('quux') >>>dd defaultdict( ,{'foo':[],'bar':['quux']})
需要注意的是,这种形式的默认值只有在通过dict[key]或者dict.__getitem__(key)访问的时候才有效,这其中的原因在下文会介绍。
>>>fromcollectionsimportdefaultdict >>>dd=defaultdict(list) >>>'something'indd False >>>dd.pop('something') Traceback(mostrecentcalllast): File"",line1,in KeyError:'pop():dictionaryisempty' >>>dd.get('something') >>>dd['something'] []
defaultdict类除了接受类型名称作为初始化函数的参数之外,还可以使用任何不带参数的可调用函数,到时该函数的返回结果作为默认值,这样使得默认值的取值更加灵活。下面用一个例子来说明,如何用自定义的不带参数的函数zero()作为defaultdict类的初始化函数的参数:
>>>fromcollectionsimportdefaultdict >>>defzero(): ...return0 ... >>>dd=defaultdict(zero) >>>dd defaultdict(,{}) >>>dd['foo'] 0 >>>dd defaultdict( ,{'foo':0})
利用collections.defaultdict来解决最初的单词统计问题,代码如下:
fromcollectionsimportdefaultdict strings=('puppy','kitten','puppy','puppy', 'weasel','puppy','kitten','puppy') counts=defaultdict(lambda:0)#使用lambda来定义简单的函数 forsinstrings: counts[s]+=1
defaultdict类是如何实现的
通过上面的内容,想必大家已经了解了defaultdict类的用法,那么在defaultdict类中又是如何来实现默认值的功能呢?这其中的关键是使用了看__missing__()这个方法:
>>>fromcollectionsimportdefaultdict >>>printdefaultdict.__missing__.__doc__ __missing__(key)#Calledby__getitem__formissingkey;pseudo-code: ifself.default_factoryisNone:raiseKeyError(key) self[key]=value=self.default_factory() returnvalue
通过查看__missing__()方法的docstring,可以看出当使用__getitem__()方法访问一个不存在的键时dict[key]这种形式实际上是__getitem__()方法的简化形式),会调用__missing__()方法获取默认值,并将该键添加到字典中去。
关于__missing__()方法的具体介绍可以参考Python官方文档中的"MappingTypes—dict"一节。
文档中介绍,从2.5版本开始,如果派生自dict的子类定义了__missing__()方法,当访问不存在的键时,dict[key]会调用__missing__()方法取得默认值。
从中可以看出,虽然dict支持__missing__()方法,但是在dict本身是不存在这个方法的,而是需要在派生的子类中自行实现这个方法。可以简单的验证这一点:
>>>printdict.__missing__.__doc__ Traceback(mostrecentcalllast): File"",line1,in AttributeError:typeobject'dict'hasnoattribute'__missing__'
同时,我们可以进一步的做实验,定义一个子类Missing并实现__missing__()方法:
>>>classMissing(dict): ...def__missing__(self,key): ...return'missing' ... >>>d=Missing() >>>d {} >>>d['foo'] 'missing' >>>d {}
返回结果反映了__missing__()方法确实发挥了作用。在此基础上,我们稍许修改__missing__()方法,使得该子类同defautldict类一样为不存在的键设置一个默认值:
>>>classDefaulting(dict): ...def__missing__(self,key): ...self[key]='default' ...return'default' ... >>>d=Defaulting() >>>d {} >>>d['foo'] 'default' >>>d {'foo':'default'}
在旧版本的Python中实现类defaultdict的功能
defaultdict类是从2.5版本之后才添加的,在一些旧版本中并不支持它,因此为旧版本实现一个兼容的defaultdict类是必要的。这其实很简单,虽然性能可能未必如2.5版本中自带的defautldict类好,但在功能上是一样的。
首先,__getitem__()方法需要在访问键失败时,调用__missing__()方法:
classdefaultdict(dict): def__getitem__(self,key): try: returndict.__getitem__(self,key) exceptKeyError: returnself.__missing__(key)
其次,需要实现__missing__()方法用来设置默认值:
classdefaultdict(dict): def__getitem__(self,key): try: returndict.__getitem__(self,key) exceptKeyError: returnself.__missing__(key) def__missing__(self,key): self[key]=value=self.default_factory() returnvalue
然后,defaultdict类的初始化函数__init__()需要接受类型或者可调用函数参数:
classdefaultdict(dict): def__init__(self,default_factory=None,*a,**kw): dict.__init__(self,*a,**kw) self.default_factory=default_factory def__getitem__(self,key): try: returndict.__getitem__(self,key) exceptKeyError: returnself.__missing__(key) def__missing__(self,key): self[key]=value=self.default_factory() returnvalue
最后,综合以上内容,通过以下方式完成兼容新旧Python版本的代码:
try: fromcollectionsimportdefaultdict exceptImportError: classdefaultdict(dict): def__init__(self,default_factory=None,*a,**kw): dict.__init__(self,*a,**kw) self.default_factory=default_factory def__getitem__(self,key): try: returndict.__getitem__(self,key) exceptKeyError: returnself.__missing__(key) def__missing__(self,key): self[key]=value=self.default_factory() returnvalue
参考文档
https://docs.python.org/2/library/collections.html#collections.defaultdict
总结
以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对毛票票的支持。