Python中的defaultdict与missing()使用介绍

2023-09-16 21:20:08 67

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。

Python中的defaultdict与__missing__()使用介绍

热门推荐

随机推荐

Python中的defaultdict与missing()使用介绍