python collections.Counter

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python collections.Counter

1. 简介

Counter 计数器，顾名思义就是用来计数的，最主要的作用就是计算“可迭代序列中”各个元素（element）的数量。

一个 Counter 是一个 dict 的子类，用于计数可哈希对象。它是一个集合，元素像字典键(key)一样存储，它们的计数存储为值。计数可以是任何整数值，包括0和负数。

引入方式：

from collections import Counter

2. 初始化

一个Counter对象可以从一个iterable被计数或从其他的mapping初始化：

c = Counter()                           # a new, empty counter
c = Counter('gallahad')                 # a new counter from an iterable
c = Counter({
    
    'red': 4, 'blue': 2})      # a new counter from a mapping
c = Counter(cats=4, dogs=8)             # a new counter from keyword args
c = Counter(['a','b','a','c'])          # a new counter from a list

从python 3.7开始，Counter也继承了记住插入顺序的功能，进行数学运算时同样会保持该顺序。

3. 取值和修改值

Counter作为dict的子类，具有和dict一致的取值和修改值方式，但也有些细节上不同。

取值方式：

c = Counter(['eggs', 'ham'])
print(c['eggs'])
# 1

特别需要注意的是，若key不在counter对象中，会返回一个0，而不是抛出异常。

c = Counter(['eggs', 'ham'])
print(c['bacon'])                              # count of a missing element is zero
# 0

但是，若主动将某个计数器设置为0，也不会从counter中将它删除。

c = Counter(['eggs', 'ham'])
c['eggs'] = 0                        # counter entry with a zero count
print(dict(c))
# {'eggs': 0, 'ham': 1}

除非使用del语句才会移除该元素。

c = collections.Counter(['eggs', 'ham'])
c['eggs'] = 0  # counter entry with a zero count
print(dict(c))
del c['eggs']
print(dict(c))
# {'eggs': 0, 'ham': 1}
# {'ham': 1}

赋予一个未在counter中的key一个值（即使是0），将添加该key-value到counter中

c = collections.Counter(['eggs', 'ham'])
c['apple'] = 0
print(dict(c))
# {'eggs': 1, 'ham': 1, 'apple': 0}

4. 迭代

其迭代方式和dict一致，迭代时可以将counter当成dict处理。

c = collections.Counter(['eggs', 'ham', 'apple', 'banana'])
for kv in c.items():
    print(kv, end=" ")
# ('eggs', 1) ('ham', 1) ('apple', 1) ('banana', 1)

5. 特殊方法

counter对象除了字典的方法外，还提供了其他的方法。

5.1 `elements()`

返回一个迭代器，其中每个元素将重复出现计数值所指定次。元素会按首次出现的顺序返回。如果一个元素的计数值小于一，elements() 将会忽略它。

c = Counter(a=4, b=2, c=0, d=-2)
pritn(sorted(c.elements()))
# ['a', 'a', 'a', 'a', 'b', 'b']

5.2 `most_common([n])`

返回一个列表，按出现次数排序的前n个元素。如果 n 被省略或为 None，most_common() 将返回计数器中的所有元素。计数值相等的元素按首次出现的顺序排序：

print(Counter('abracadabra').most_common(3))
# [('a', 5), ('b', 2), ('r', 2)]

5.3 `total()`

计算总计数值，并返回。

c = Counter(a=10, b=5, c=0)
print(c.total())
# 15

5.4 `subtract()`

减运算。

a = Counter("aab")
b = Counter('bcc')
a.subtract(b)
print(a)
# Counter({'a': 2, 'b': 0, 'c': -2})

减运算基于以下两步：1. 迭代b中的key，从a中取a[key]。2. a[key] = a[key] - b[key]。因此，上面例子中会出现c:-2的结果（c这个key在a中没出现过，取值a['c']为0）。

注意：减运算会直接修改a中的计数器，且没有返回值。

6. 集合特性

counter也是一个集合，可以进行集合运算。

a = Counter("aab")
b = Counter('bcc')
print(a + b)  # 并
print(a - b)  # 差
print(a & b)  # 与（交）
print(a | b)  # 或
# Counter({'a': 2, 'b': 2, 'c': 2})
# Counter({'a': 2})
# Counter({'b': 1})
# Counter({'a': 2, 'c': 2, 'b': 1})

注意这里的差运算，是和数学概念上的集合差运算一致的，即：
$\{x|x\in A\ 且\ x\notin B\}$