在這篇文章中栋盹，機器學(xué)習(xí)工程師 George Seif 介紹了 Python collections 模塊最受歡迎的四種數(shù)據(jù)類型以及它們各自的使用方法。這些數(shù)據(jù)類型可以對代碼進行優(yōu)化敷矫，進而實現(xiàn)更簡潔的任務(wù)執(zhí)行例获。

選自gitconnected汉额，作者：George Seif，機器之心編譯榨汤，參與：王子嘉者祖、杜偉秆撮。

Python 的最大優(yōu)勢之一就是它有各種各樣的模塊和軟件包可供選擇捉腥。這些模塊和包將 Python 的功能擴展到了許多流行領(lǐng)域跃洛，包括機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)科學(xué)蜜宪、Web 開發(fā)和前端等旬渠。其中表現(xiàn)最好的一個就是 Python 內(nèi)置的 collections 模塊了。

image.png

Counter

官方文檔：https://docs.python.org/2/library/collections.html#collections.Counter

Counter 是 dictionary 對象的子類栗精。collections 模塊中的 Counter() 函數(shù)會接收一個諸如 list 或 tuple 的迭代器，然后返回一個 Counter dictionary瞻鹏。這個 dictionary 的鍵是該迭代器中的唯一元素悲立，每個鍵的值是迭代器元素的計數(shù)。

首先新博，我們需要從 collections 包中導(dǎo)入 Counter：

from collections import Counter

如果要創(chuàng)建一個 Counter 對象薪夕，我們也要像對待其他對象類一樣，先將它分配給一個變量赫悄，而傳遞給 Counter 對象的惟一變量即是迭代器原献。

lst = [1, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 1, 1]
counter = Counter(lst)

如果我們使用簡單的 print 函數(shù)（print(counter)）把這個 Counter 打印出來，則會得到一些與 dictionary 稍微類似的輸出：

Counter({1: 7, 2: 5, 3: 3})

你可以用這些鍵值訪問任何 Counter 項埂淮。這與從標(biāo)準(zhǔn)的 Python dictionary 中獲取元素的方法完全相同姑隅。

lst = [1, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 1, 1]
counter = Counter(lst)
print(counter[1])

image.png

most_common() 函數(shù)

目前來說，Counter 對象中最有用的函數(shù)是 most_common()倔撞。當(dāng)它應(yīng)用于一個 Counter 對象時讲仰，會返回一個 list，這個 list 包含了前 N 個常見的元素及其計數(shù)痪蝇，它們按照常見度降序排列叮盘。

lst = [1, 2, 3, 3, 2, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 1, 1]
counter = Counter(lst)
print(counter.most_common(2))

上述代碼會打印出以下 tuples 的 list秩贰。

[(1, 7), (2, 5)]

每個 tuple 的首個元素是 list 中的唯一項，第二個元素是計數(shù)值柔吼。對于「獲取 list 中前 3 常見的元素及其計數(shù)」這樣的問題毒费，這會是一種快速且簡單的方法。

如果要了解更多關(guān)于 Counter 的功能愈魏，可以查看官方文檔觅玻。

defaultdict

官方文檔：https://docs.python.org/2/library/collections.html#collections.defaultdict

defaultdict 的工作方式和平常的 python dictionary 完全相同，只是當(dāng)你試圖訪問一個不存在的鍵時培漏，它不會報錯溪厘，而是會使用默認值初始化這個鍵。默認值是根據(jù)在創(chuàng)建 defaultdict 對象時作為參數(shù)輸入的數(shù)據(jù)類型自動設(shè)置的牌柄。下面的代碼就是一個例子畸悬。

相反，它會使用默認值初始化這個鍵珊佣。默認值是根據(jù)在創(chuàng)建 defaultdict 對象時作為參數(shù)輸入的數(shù)據(jù)類型自動設(shè)置的蹋宦。下面的代碼就是一個例子。

嗨嘍：小編是一名python開發(fā)工程師咒锻，這里有我自己整理了一套最新的python系統(tǒng)學(xué)習(xí)教程冷冗，
包括從基礎(chǔ)的python腳本到web開發(fā)、爬蟲惑艇、數(shù)據(jù)分析蒿辙、數(shù)據(jù)可視化、機器學(xué)習(xí)等滨巴。
想要的加Q裙：895817687

from collections import defaultdict
names_dict = defaultdict(int)
names_dict["Bob"] = 1
names_dict["Katie"] = 2
sara_number = names_dict["Sara"]
print(names_dict)

在上面的示例中思灌，傳遞給 defaultdict 對象的默認值是 int。然后每個鍵得到了一個值恭取，也就是「Bob」和「Katie」各獲得了一個數(shù)字习瑰。但是在最后一行，我們試著訪問了一個尚未定義的鍵秽荤，即「Sara」甜奄。

在普通 dictionary 中，這種操作會報錯窃款。但是使用 defaultdict 時课兄，將自動為「Sara」初始化一個新鍵，其值 0 對應(yīng)于我們的 int 數(shù)據(jù)類型晨继。因此烟阐，最后一行可以把這「Bob」、「Katie」和「Sara」以及對應(yīng)的值都打印出來。

defaultdict(<class 'int'>, {'Bob': 1, 'Katie': 2, 'Sara': 0})

如果我們改用 list 來初始化我們的 defaultdict蜒茄，也就是 names_dict = defaultdict(list)唉擂，那么「Sara」的值將被初始化成一個空列表 []，打印來的內(nèi)容就變成了:

defaultdict(<class 'int'>, {'Bob': 1, 'Katie': 2, 'Sara': []})

image.png

deque

官方文檔：https://docs.python.org/2/library/collections.html#collections.deque

queue 是計算機科學(xué)中的一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)架構(gòu)，它遵循先進先出（First-In-First-Out屿聋，F(xiàn)IFO）的原則空扎。簡單來說，就是添加到 queue 中的第一個對象也必須是要第一個刪除润讥。我們只能在 queue 前面插入內(nèi)容转锈，也只能從后面刪除內(nèi)容——無法對中間內(nèi)容進行操作。

collections 庫中的 deque 對該功能進行了優(yōu)化楚殿。這個方法的一個關(guān)鍵特性是保持隊列長度一直不變撮慨，也就是說，如果你將 queue 的最大大小設(shè)置為 10脆粥，那么 deque 將根據(jù) FIFO 原則添加和刪除元素砌溺，以保持 queue 的最大大小為 10。這是迄今為止 Python 中使用 queue 的最好方法了冠绢。

再來看一個例子。我們先創(chuàng)建了一個 deque 對象常潮，然后用從 1 到 10 的整數(shù)初始化它弟胀。

from collections import deque
my_queue = deque(maxlen=10)
for i in range(10):
 my_queue.append(i+1)
print(my_queue)

在上面的代碼中，我們首先初始化 deque喊式，指定它的最大長度為 10孵户。然后，我們通過 for loop 將值插入到 queue 中岔留。注意這里我們使用了與常見 Python list 相同的方式填充 queue夏哭。最后，我們把結(jié)果打印出來献联。

deque([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10], maxlen=10)

因為我們的 queue 被設(shè)置成 maxlen=10竖配，而 loop 值添加了 10 個元素，所以這個 queue 包含了從 1 到 10 的所有數(shù)字±锬妫現(xiàn)在我們來看一下如果繼續(xù)向里面添加數(shù)字會發(fā)生什么进胯。

for i in range(10, 15):
 my_queue.append(i+1)
print(my_queue)

在上述代碼中，我們又向 queue 中添加了 5 個元素——數(shù)字 11 到 15原押。但是我們的 queue 只能有 10 個元素胁镐，所以它需要刪除一些元素。因為 queue 必須服從 FIFO 原則，所以它刪掉了前五個插入到 queue 中的元素盯漂，按照插入順序就是 [1, 2, 3, 4, 5]颇玷。打印的結(jié)果如下：

deque([6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15], maxlen=10)

如果要了解更多關(guān)于 deque 的功能，可以查看官方文檔就缆。

namedtuple

官方文檔：https://docs.python.org/2/library/collections.html#collections.namedtuple

當(dāng)你使用 python 創(chuàng)建一個常規(guī) tuple 時帖渠，其元素都是通用的，而且沒有被命名违崇。這使得你必須記住每個 tuple 元素的精確索引阿弃。namedtuple 就可以解決這個問題。

namedtuple() 可以返回一個 tuple羞延，該 tuple 中的每個位置都有固定名稱渣淳，而且 namedtuple 對象也有通用名稱。要使用 namedtuple伴箩，需要先為其創(chuàng)建一個模板入愧。下面的代碼創(chuàng)建了一個名為「Person」的 namedtuple 模板，其屬性為「name」嗤谚、「age」和「job」棺蛛。

嗨嘍：小編是一名python開發(fā)工程師，這里有我自己整理了一套最新的python系統(tǒng)學(xué)習(xí)教程巩步，
包括從基礎(chǔ)的python腳本到web開發(fā)旁赊、爬蟲、數(shù)據(jù)分析椅野、數(shù)據(jù)可視化终畅、機器學(xué)習(xí)等。
想要的加Q裙：895817687

from collections import namedtuple
Person = namedtuple('Person', 'name age job')
Once the template is created, you can use it to create namedtuple objects. Let’s create 2 namedtuple’s for 2 Persons and print out their representation.
Person = namedtuple('Person', 'name age job')
Mike = Person(name='Mike', age=30, job='Data Scientist')
Kate = Person(name="Kate", age=28, job='Project Manager')
print(Mike)
print(Kate)

上述代碼很容易理解竟闪，我們?yōu)?namedtuple 初始化了一個「Person」模板离福，并初始化了其所有的屬性。上述代碼最后的打印結(jié)果是：

Person(name='Mike', age=30, job='Data Scientist')
Person(name='Kate', age=28, job='Project Manager')

因此炼蛤，namedtuple 讓 tuple 的使用更簡單妖爷、更可讀且更有組織性。

如果要了解更多關(guān)于 namedtuple 的功能理朋，可以查看官方文檔絮识。

原文鏈接：https://link.zhihu.com/?target=https%3A//levelup.gitconnected.com/introducing-high-performance-datatypes-in-python-with-the-collections-library-3d8c334827a5