Python的defaultdict模块和namedtuple模块

在Python中有一些内置的数据类型,比如int, str, list, tuple, dict等。Python的collections模块在这些内置数据类型的基础上,提供了几个额外的数据类型:namedtuple, defaultdict, deque, Counter, OrderedDict等,其中defaultdict和namedtuple是两个很实用的扩展类型。defaultdict继承自dict,namedtuple继承自tuple。

一、defaultdict

 1. 简介

在使用Python原生的数据结构dict的时候,如果用d[key]这样的方式访问,当指定的key不存在时,是会抛出KeyError异常的。但是,如果使用defaultdict,只要你传入一个默认的工厂方法,那么请求一个不存在的key时, 便会调用这个工厂方法使用其结果来作为这个key的默认值。

defaultdict在使用的时候需要传一个工厂函数(function_factory),defaultdict(function_factory)会构建一个类似dict的对象,该对象具有默认值,默认值通过调用工厂函数生成。

2. 示例

下面给一个defaultdict的使用示例:

对Python比较熟悉的同学可以发现defaultdict(list)的用法和dict.setdefault(key, [])比较类似,上述代码使用setdefault实现如下:

3. 原理

从以上的例子中,我们可以基本了defaultdict的用法,下面我们可以通过help(defaultdict)了解一下defaultdict的原理。通过Python console打印出的help信息来看,我们可以发现defaultdict具有默认值主要是通过__missing__方法实现的,如果工厂函数不为None,则通过工厂方法返回默认值,具体如下:

从上面的说明中,我们可以发现一下几个需要注意的地方:

a). __missing__方法是在调用__getitem__方法发现KEY不存在时才调用的,所以,defaultdict也只会在使用d[key]或者d.__getitem__(key)的时候才会生成默认值;如果使用d.get(key)是不会返回默认值的,会出现KeyError;

b). defaultdict主要是通过__missing__方法实现,所以,我们也可以通过实现该方法来生成自己的defaultdict,代码入下:

4. 版本

defaultdict是在Python 2.5之后才加入的功能,在旧版本的Python中是不支持这个功能的,不过,知道了它的原理,我们可以自己实现一个defaultdict。

二、namedtuple

namedtuple主要用来产生可以使用名称来访问元素的数据对象,通常用来增强代码的可读性,在访问一些tuple类型的数据时尤其好用。其实,在大部分时候你应该使用namedtuple替代tuple,这样可以让你的代码更容易读懂,更加pythonic。举个例子:

在上面的例子中,Student就是一个namedtuple,它和tuple的使用方法一样,可以通过index直接取,而且是只读的。这种方式比tuple容易理解多了,可以很清楚的知道每个值代表的含义。

参考文章:

再谈collections模块defaultdict()和namedtuple()

defaultdict 和 dict.__missing__

不可不知的Python模块: collections

Python collections 模块

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