python的常用模块之collections模块详解
认识模块
什么是模块?
常见的场景:一个模块就是一个包含了python定义和声明的文件,文件名就是模块名字加上.py的后缀。
但其实import加载的模块分为四个通用类别:
1 使用python编写的代码(.py文件)
2 已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展
3 包好一组模块的包
4 使用C编写并链接到python解释器的内置模块
为何要使用模块?
如果你退出python解释器然后重新进入,那么你之前定义的函数或者变量都将丢失,因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来,需要时就通过python test.py方式去执行,此时test.py被称为脚本script。
随着程序的发展,功能越来越多,为了方便管理,我们通常将程序分成一个个的文件,这样做程序的结构更清晰,方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行,还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中,实现了功能的重复利用,
常用模块
1. collections模块
在内置数据类型(dict、list、set、tuple)的基础上,collections模块还提供了几个额外的数据类型:Counter、deque、defaultdict、namedtuple和OrderedDict等。
1.namedtuple: 生成可以使用名字来访问元素内容的tuple
2.deque: 双端队列,可以快速的从另外一侧追加和推出对象
3.Counter: 计数器,主要用来计数
4.OrderedDict: 有序字典
5.defaultdict: 带有默认值的字典
我们知道tuple可以表示不变集合,例如,一个点的二维坐标就可以表示成:
p = (1, 2)
但是,看到(1, 2),很难看出这个tuple是用来表示一个坐标的。
这时,namedtuple就派上了用场:
用法:namedtuple('名称', [属性list]):
>>> from collections import namedtuple >>> Point = namedtuple('Point', ['x', 'y']) >>> p = Point(1, 2) >>> p.x 1 >>> p.y 2
类似的,如果要用坐标和半径表示一个圆,也可以用namedtuple定义:
from collections import namedtuple Cirle = namedtuple("Cirle",['x','y','z']) c = Cirle(4,5,6) print(c.x,c.y,c.z) OutPut: 4 5 6
2. deque
使用list存储数据时,按索引访问元素很快,但是插入和删除元素就很慢了,因为list是线性存储,数据量大的时候,插入和删除效率很低。
deque是为了高效实现插入和删除操作的双向列表,适合用于队列和栈:
>>> from collections import deque >>> q = deque(['a', 'b', 'c']) >>> q.append('x') >>> q.appendleft('y') >>> q deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x'])
deque除了实现list的append()和pop()外,还支持appendleft()和popleft(),这样就可以非常高效地往头部添加或删除元素。
from collections import deque dq = deque([1,2]) dq.append('a') # 从后面放数据 [1,2,'a'] dq.appendleft('b') # 从前面放数据 ['b',1,2,'a'] dq.insert(2,3) #['b',1,3,2,'a'] print(dq.pop()) # 从后面取数据 print(dq.pop()) # 从后面取数据 print(dq.popleft()) # 从前面取数据 print(dq) Output: a 2 b deque([1, 3])
3. OrderedDict
使用dict时,Key是无序的。在对dict做迭代时,我们无法确定Key的顺序。
如果要保持Key的顺序,可以用OrderedDict:
>>> from collections import OrderedDict >>> d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)]) >>> d # dict的Key是无序的 {'a': 1, 'c': 3, 'b': 2} >>> od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)]) >>> od # OrderedDict的Key是有序的 OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)]) #有序字典 from collections import OrderedDict od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)]) print(od) # OrderedDict的Key是有序的 print(od['a']) for k in od: print(k) OutPut: OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)]) 1 a b c
注意,OrderedDict的Key会按照插入的顺序排列,不是Key本身排序
4. defaultdict
使用dict时,如果引用的Key不存在,就会抛出KeyError。如果希望key不存在时,返回一个默认值,就可以用defaultdict:
>>> from collections import defaultdict >>> dd = defaultdict(lambda: 'N/A') >>> dd['key1'] = 'abc' >>> dd['key1'] # key1存在 'abc' >>> dd['key2'] # key2不存在,返回默认值 'N/A'
5. Counter
Counter类的目的是用来跟踪值出现的次数。它是一个无序的容器类型,以字典的键值对形式存储,其中元素作为key,其计数作为value。计数值可以是任意的Interger(包括0和负数)。Counter类和其他语言的bags或multisets很相似。
c = Counter('abcdeabcdabcaba') print c 输出:Counter({'a': 5, 'b': 4, 'c': 3, 'd': 2, 'e': 1})
创建
下面的代码说明了Counter类创建的四种方法:
Counter类的创建 :
>>> c = Counter() # 创建一个空的Counter类 >>> c = Counter('gallahad') # 从一个可iterable对象(list、tuple、dict、字符串等)创建 >>> c = Counter({'a': 4, 'b': 2}) # 从一个字典对象创建 >>> c = Counter(a=4, b=2) # 从一组键值对创建
计数值的访问与缺失的键
当所访问的键不存在时,返回0,而不是KeyError;否则返回它的计数。
计数值的访问
>>> c = Counter("abcdefgab") >>> c["a"] 2 >>> c["c"] 1 >>> c["h"] 0
计数器的更新(update和subtract)
可以使用一个iterable对象或者另一个Counter对象来更新键值。
计数器的更新包括增加和减少两种。其中,增加使用update()方法:
计数器的更新(update)
>>> c = Counter('which') >>> c.update('witch') # 使用另一个iterable对象更新 >>> c['h'] 3 >>> d = Counter('watch') >>> c.update(d) # 使用另一个Counter对象更新 >>> c['h'] 4
减少则使用subtract()方法:
计数器的更新(subtract)
>>> c = Counter('which') >>> c.subtract('witch') # 使用另一个iterable对象更新 >>> c['h'] 1 >>> d = Counter('watch') >>> c.subtract(d) # 使用另一个Counter对象更新 >>> c['a'] -1
键的修改和删除
当计数值为0时,并不意味着元素被删除,删除元素应当使用del。
>>> c = Counter("abcdcba") >>> c Counter({'a': 2, 'c': 2, 'b': 2, 'd': 1}) >>> c["b"] = 0 >>> c Counter({'a': 2, 'c': 2, 'd': 1, 'b': 0}) >>> del c["a"] >>> c Counter({'c': 2, 'b': 2, 'd': 1})
elements()
返回一个迭代器。元素被重复了多少次,在该迭代器中就包含多少个该元素。元素排列无确定顺序,个数小于1的元素不被包含。
elements()方法
>>> c = Counter(a=4, b=2, c=0, d=-2) >>> list(c.elements()) ['a', 'a', 'a', 'a', 'b', 'b']
most_common([n])
返回一个TopN列表。如果n没有被指定,则返回所有元素。当多个元素计数值相同时,排列是无确定顺序的。
most_common()方法
>>> c = Counter('abracadabra') >>> c.most_common() [('a', 5), ('r', 2), ('b', 2), ('c', 1), ('d', 1)] >>> c.most_common(3) [('a', 5), ('r', 2), ('b', 2)]
浅拷贝copy
>>> c = Counter("abcdcba") >>> c Counter({'a': 2, 'c': 2, 'b': 2, 'd': 1}) >>> d = c.copy() >>> d Counter({'a': 2, 'c': 2, 'b': 2, 'd': 1})
算术和集合操作
+、-、&、|操作也可以用于Counter。其中&和|操作分别返回两个Counter对象各元素的最小值和最大值。需要注意的是,得到的Counter对象将删除小于1的元素。
Counter对象的算术和集合操作
>>> c = Counter(a=3, b=1) >>> d = Counter(a=1, b=2) >>> c + d # c[x] + d[x] Counter({'a': 4, 'b': 3}) >>> c - d # subtract(只保留正数计数的元素) Counter({'a': 2}) >>> c & d # 交集: min(c[x], d[x]) Counter({'a': 1, 'b': 1}) >>> c | d # 并集: max(c[x], d[x]) Counter({'a': 3, 'b': 2})
其他常用操作
下面是一些Counter类的常用操作,来源于Python官方文档
Counter类常用操作
sum(c.values()) # 所有计数的总数 c.clear() # 重置Counter对象,注意不是删除 list(c) # 将c中的键转为列表 set(c) # 将c中的键转为set dict(c) # 将c中的键值对转为字典 c.items() # 转为(elem, cnt)格式的列表 Counter(dict(list_of_pairs)) # 从(elem, cnt)格式的列表转换为Counter类对象 c.most_common()[:-n:-1] # 取出计数最少的n个元素 c += Counter() # 移除0和负值
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持我们。