Python's collections-Modul erkunden

Einführung

In diesem Tutorial werden wir das integrierte Python-Modul collections erkunden. Das Modul collections ist eine leistungsstarke Bibliothek, die eine Vielzahl von Container-Datentypen bietet, die die Funktionalität der in Python eingebauten Container wie Listen, Tupel und Wörterbücher erweitern.

Skills Graph

NamedTuple

Ein namedtuple ist eine Unterklasse von Tupeln, die benannte Felder bietet, um den Code lesbarer und selbsterklärend zu machen. Erstellen wir in named_tuple.py ein namedtuple, um einen Punkt im 2D-Raum darzustellen:

## Import collections
from collections import namedtuple

## Definiere einen namedtuple-Typ Point mit x- und y-Eigenschaften
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])

## Erstelle ein Poinit-Objekt
p = Point(1, 2)

## Rufe die Eigenschaften des Punktes ab
print(p.x)
print(p.y)

Führen Sie dann das Skript im Terminal aus:

python named_tuple.py

Ausgabe:

1
2

Counter

Counter ist eine Unterklasse von dict, die die Vorkommen von Elementen in einer Sammlung zählt. Erstellen wir in counter.py ein Counter-Objekt, um die Vorkommen von Zeichen in einem String zu zählen:

from collections import Counter

text = "hello, world!"
## Holt die Anzahl der Vorkommen der Elemente in der Sammlung und gibt sie als Dictionary zurück
char_count = Counter(text)

print(char_count)

Führen Sie dann das Skript im Terminal aus:

python counter.py

Ausgabe:

Counter({'l': 3, 'o': 2, 'h': 1, 'e': 1, ',': 1,'': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1, '!': 1})

OrderedDict

OrderedDict ist eine Unterklasse von dict, die die Reihenfolge der eingefügten Elemente beibehält. Erstellen wir in ordered_dict.py ein OrderedDict und fügen einige Schlüssel-Wert-Paare hinzu:

from collections import OrderedDict

## Initialdefining OrderedDict
od = OrderedDict()

## Insert in key-value pairs
od['a'] = 1
od['b'] = 2
od['c'] = 3

## Iterate over the key-value pairs and print out the contents
for key, value in od.items():
    print(key, value)

Führen Sie dann das Skript im Terminal aus:

python ordered_dict.py

Ausgabe:

a 1
b 2
c 3

DefaultDict

Defaultdict(int)

DefaultDict ist eine Unterklasse von dict, die einen Standardwert für einen nicht existierenden Schlüssel liefert. Erstellen wir in default_dict1.py ein DefaultDict mit Standardwerten 0 und zählen die Vorkommen von Wörtern in einem Satz:

from collections import defaultdict

sentence = "the quick brown fox jumps over the lazy dog"
word_count1 = defaultdict(int)

for word in sentence.split():
    ## Zählt die Vorkommen von Wörtern
    word_count1[word] += 1

print(dict(word_count1))

Führen Sie dann das Skript im Terminal aus:

python default_dict1.py

Ausgabe:

{'the': 2, 'quick': 1, 'brown': 1, 'fox': 1, 'jumps': 1, 'over': 1, 'lazy': 1, 'dog': 1}

Wenn wir DefaultDict nicht verwendet hätten, würde der aufrufende Code so aussehen:

sentence = "the quick brown fox jumps over the lazy dog"
result = {}

for word in sentence.split():
    if word in result:
        result[word] += 1
    else:
        result[word] = 1

print(result)

Defaultdict(list)

Als nächstes erstellen wir in default_dict2.py ein DefaultDict mit Standardwerten [] und speichern die Anzahl in jedem Buchstaben:

from collections import defaultdict

data = [('a', 1), ('a', 1), ('a', 3), ('b', 1), ('b', 2), ('b', 3)]
word_count2 = defaultdict(list)

for (key,value) in data:
    ## Speichert die Anzahl in jedem Buchstaben
    word_count2[key].append(value)

print(dict(word_count2))

Führen Sie dann das Skript im Terminal aus:

python default_dict2.py

Ausgabe:

{'a': [1, 1, 3], 'b': [1, 2, 3]}

Wenn wir DefaultDict nicht verwendet hätten, würde der aufrufende Code so aussehen:

data = [('a', 1), ('a', 1), ('a', 3), ('b', 1), ('b', 2), ('b', 3)]
result = {}

for (key, value) in data:
    if key in result:
        result[key].append(value)
    else:
        result[key] = [value]

print(result)

Defaultdict(set)

Schließlich erstellen wir in default_dict3.py ein DefaultDict mit Standardwerten set() und speichern die nicht wiederholte Anzahl in jedem Buchstaben:

from collections import defaultdict

data = [('a', 1), ('a', 1), ('a', 3), ('b', 1), ('b', 2), ('b', 3)]
word_count3 = defaultdict(set)

for (key,value) in data:
    ## Speichert die nicht wiederholte Anzahl in jedem Buchstaben
    word_count3[key].add(value)

print(dict(word_count3))

Führen Sie dann das Skript im Terminal aus:

python default_dict3.py

Ausgabe:

{'a': {1, 3}, 'b': {1, 2, 3}}

Wenn wir DefaultDict nicht verwendet hätten, würde der aufrufende Code so aussehen:

data = [('a', 1), ('a', 1), ('a', 3), ('b', 1), ('b', 2), ('b', 3)]
result = {}

for (key, value) in data:
    if key in result:
        result[key].add(value)
    else:
        result[key] = {value}

print(result)

Deque

Ein deque (doppelter Endpunkt-Warteschlange) ist eine Verallgemeinerung von Stacks und Queues, die schnelle O(1)-Append- und Pop-Operationen von beiden Enden unterstützt. Erstellen wir in deque.py ein deque und führen einige Operationen aus:

from collections import deque

d = deque([1, 2, 3, 4, 5])

## Anhängen rechts
d.append(6)
print("Append to the right:", d)

## Anhängen links
d.appendleft(0)
print("Append to the left:", d)

## Entfernen rechts
right_element = d.pop()
print("The right element:", right_element)
print("Pop from the right:", d)

## Entfernen links
left_element = d.popleft()
print("The left element:", left_element)
print("Pop from the left:", d)

## Drehen des deque
d.rotate(2)
print("Rotate clockwise the deque:", d)

d.rotate(-2)
print("Rotate counterclockwise the deque:", d)

Führen Sie dann das Skript im Terminal aus:

python deque.py

Ausgabe:

Append to the right: deque([1, 2, 3, 4, 5, 6])
Append to the left: deque([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6])
The right element: 6
Pop from the right: deque([0, 1, 2, 3, 4, 5])
The left element: 0
Pop from the left: deque([1, 2, 3, 4, 5])
Rotate clockwise the deque: deque([4, 5, 1, 2, 3])
Rotate counterclockwise the deque: deque([1, 2, 3, 4, 5])

Zusammenfassung

In diesem Tutorial haben wir die Hauptklassen behandelt, die vom collections-Modul bereitgestellt werden, einschließlich namedtuple, Counter, OrderedDict, DefaultDict und deque. Diese Klassen können für verschiedene Aufgaben nützlich sein und sind tolle Ergänzungen zu Ihrem Python-Werkzeugkasten.