Python标准库--collections模块(1)

collections模块简介

collections是Python标准库里有关数据类型的模块,里面包含了一些实用的数据类型,在某些情况下作为Python标准内建容器 (dict , list , set , 和 tuple )的替代选择。

namedtuple() 命名元组的工厂函数

Python官方文档上是这样说的:"命名元组赋予每个位置一个含义,提供可读性和自文档性。它们可以用于任何普通元组,并添加了通过名字获取值的能力,通过索引值也是可以的。“我是这样理解的:它可以构建一个有名字的类,而且为元组中的元素添加了更易懂的"名字”(或者说是对元素的简单描述),这样就可以用"名字"取值

如果元组内的元素很多,比如记录一个人的身高,年龄,家庭住址,电话号码…等等,只靠索引访问这些信息是很麻烦的,这就凸显出了"名字"的重要性。

from collections import namedtuple

City = namedtuple('City', 'name country')  #注1
beijing = City('Beijing', 'China')
print(beijing)  #City(name='Beijing', country='China')
print(beijing.name)  #通过"名字"获取对应的值
print(beijing.country)
print(beijing[0])  #同样支持用索引访问

注1.创建了一个类名是"City"的类,其中"name"和"country"是"名字","名字"可以是数个字符串组成的可迭代类型(比如list),还可以是用空格分开的字符串。

下面介绍一些常用的功能

from collections import namedtuple

Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])

print(Point._fields)  #_fields方法会返回一个包含"Point"类里所有"名字"的元组 ('x', 'y')

p = [1,2]
print(Point._make(p))  #_make()接受一个可迭代对象创建新的命名元组

p = Point(1,2)
print(p._asdict())  #返回一个OrderedDict(这个数据类型以后再谈),它能友好地呈现出元组里的信息

print(p._replace(x=2))  #返回一个新的命名元组实例,并将指定"名字"的值替换为新的值

print(p)  #_replace()返回的是新的命名元组实例,所以p不会改变

p2 = {'x':2, 'y':3}
print(Point(**p2))  #将字典转化为命名元组

Counter(计数器)

Counter是dict的子类,可以给可散列对象(文末有解释)计数
废话不多说,直接上例子:

from collections import Counter
a = Counter('aaabbcdddd')  #统计'aaabbcdddd'(可迭代对象)里字母出现的次数并创建对应的计数器(按次数大小排列)
print(a)

b = Counter()  #空的计数器
print(b)

c = Counter({'a': 3, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4})  #根据字典创建计数器
print(c)

d = Counter(a=3, b=2, c=1, d=4)  #根据键值创建
print(d)

e = Counter(['a', 'a', 'b'])  #也可以换成其他可迭代对象
print(e['a'])  #统计列表中'a'出现的次数
print(e['c'])  #如果没有相应的键就返回零

下面介绍一些常用的功能

from collections import Counter

# elements()方法会返回一个迭代器
a = Counter(a=2, b=1, c=0, d=-1)  # elements()函数会忽略计数值小于1的元素
print(sorted(f.elements()))  # 迭代器不能直接打印,需要先用sorted()函数新建一个列表

# most_common([n])返回一个包含n个最常见的元素及出现次数的列表
b = Counter('aaabbcdddd')
print(g.most_common(2))  # 结果:[('d', 4), ('a', 3)]
print(g.most_common())  # 如果不传参或传"None",将返回计数器中的所有元素
print(g.most_common(None))

#subtract减去元素
e = Counter(a=4, b=1, c=0, d=-1)
f = Counter(a=2, b=1, c=2, d=0)
e.subtract(f)  #这里既可以减去可迭代对象(如字符串,列表)也可以是映射对象(如字典)
print(e)
e.subtract('aaa')
print(e)  #输入和输出都可以是0或者负数

关于可散列对象的介绍不多,《流畅的Python》里是这样说的(选自Python词汇表):

如果一个对象是可散列的,那么在这个对象的生命周期中,他的散列值是不会变的,而且这个对象需要实现__hash__()方法。另外还要有__eq__()方法,这样才能和其他键作比较。如果两个可散列对象是相等的,那么他们的散列值一定是一样的

简单说可散列对象就是能被映射成数字的对象

“可散列”,"映射"会牵扯到一种数据结构:散列表(《算法图解》第五章和《流畅的Python》第三章中对散列表都有一定介绍,读者可以用微信读书了解这种数据结构)

在理解了散列表之后,可散列对象就不难理解了

下面看几个例子

a = 1
print(hash(a))

s = 'a'
print(hash(s))

t1 = (1, 2, 3)
t2 = (1, [2, 3])
t3 = (1, frozenset([2, 3]))
print(hash(t1))
print(hash(t2))
print(hash(t3))

l = [1,2]
print(hash(l))  #list是不可散列的,所以会抛出异常:TypeError: unhashable type: 'list'

b = 1
print(hash(a)==hash(b))

在以上的例子中,变量a,s,t1和t3都是可散列对象(都实现了__hash__()方法)
最后一个例子证明了"如果两个可散列对象是相等的,那么他们的散列值一定是一样的"这句话

总结一下可散列对象:
1.str(s),bytes,和数值类型(a)
2.frozenset,因为frozenset只能容纳可散列类型
3.在元组里的所有元素都是可散列类型的情况下,它才是可散列的

本文的参考资料:
Python官方文档
其他大佬的博客
其他大佬的博客
《流畅的Python》
《算法图解》

本文的代码:
码云

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