Введение
В этом руководстве мы изучим встроенный в Python модуль collections. Модуль collections - это мощная библиотека, которая предлагает различные типы контейнерных данных, расширяющие функциональность встроенных в Python контейнеров, таких как списки, кортежи и словари.
NamedTuple
namedtuple - это подкласс кортежа, который предоставляет именованные поля для большей читаемости и самодокументируемости кода. Создадим namedtuple в файле named_tuple.py, чтобы представить точку в 2D пространстве:
## Import collections
from collections import namedtuple
## Define a namedtuple type Point with x and y properties
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
## Create a Poinit object
p = Point(1, 2)
## Retrieve the properties of point
print(p.x)
print(p.y)
Затем запустите этот скрипт в терминале:
python named_tuple.py
Результат:
1
2
Counter
Counter - это подкласс dict, который подсчитывает количество вхождений элементов в коллекцию. Создадим объект Counter в файле counter.py, чтобы подсчитать количество вхождений символов в строку:
from collections import Counter
text = "hello, world!"
## Gets the number of occurrences of the elements in the collection and returns them as a dictionary
char_count = Counter(text)
print(char_count)
Затем запустите этот скрипт в терминале:
python counter.py
Результат:
Counter({'l': 3, 'o': 2, 'h': 1, 'e': 1, ',': 1,'': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1, '!': 1})
OrderedDict
OrderedDict - это подкласс dict, который сохраняет порядок элементов в том порядке, в котором они были вставлены. Создадим OrderedDict в файле ordered_dict.py и добавим несколько пар ключ-значение:
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)
Затем запустите этот скрипт в терминале:
python ordered_dict.py
Результат:
a 1
b 2
c 3
DefaultDict
Defaultdict(int)
DefaultDict - это подкласс dict, который предоставляет значение по умолчанию для несуществующего ключа. Создадим DefaultDict с значениями по умолчанию 0 в default_dict1.py и подсчитаем количество вхождений слов в предложении:
from collections import defaultdict
sentence = "the quick brown fox jumps over the lazy dog"
word_count1 = defaultdict(int)
for word in sentence.split():
## Count the occurrences of words
word_count1[word] += 1
print(dict(word_count1))
Затем запустите этот скрипт в терминале:
python default_dict1.py
Результат:
{'the': 2, 'quick': 1, 'brown': 1, 'fox': 1, 'jumps': 1, 'over': 1, 'lazy': 1, 'dog': 1}
Если бы мы не использовали DefaultDict, код был бы таким:
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)
Далее, создадим DefaultDict с значениями по умолчанию [] в default_dict2.py и сохраним числа для каждой буквы:
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:
## Store the number in each letter
word_count2[key].append(value)
print(dict(word_count2))
Затем запустите этот скрипт в терминале:
python default_dict2.py
Результат:
{'a': [1, 1, 3], 'b': [1, 2, 3]}
Если бы мы не использовали DefaultDict, код был бы таким:
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)
Наконец, создадим DefaultDict с значениями по умолчанию set() в default_dict3.py и сохраним неповторяющиеся числа для каждой буквы:
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:
## Stores the number that is not repeated in each letter
word_count3[key].add(value)
print(dict(word_count3))
Затем запустите этот скрипт в терминале:
python default_dict3.py
Результат:
{'a': {1, 3}, 'b': {1, 2, 3}}
Если бы мы не использовали DefaultDict, код был бы таким:
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
deque (двусторонняя очередь) - это обобщение стеков и очередей, которое поддерживает быстрые операции O(1) добавления и удаления элементов как с правого, так и с левого конца. Создадим deque в файле deque.py и выполним несколько операций:
from collections import deque
d = deque([1, 2, 3, 4, 5])
## Append to the right
d.append(6)
print("Append to the right:", d)
## Append to the left
d.appendleft(0)
print("Append to the left:", d)
## Pop from the right
right_element = d.pop()
print("The right element:", right_element)
print("Pop from the right:", d)
## Pop from the left
left_element = d.popleft()
print("The left element:", left_element)
print("Pop from the left:", d)
## Rotate the deque
d.rotate(2)
print("Rotate clockwise the deque:", d)
d.rotate(-2)
print("Rotate counterclockwise the deque:", d)
Затем запустите этот скрипт в терминале:
python deque.py
Результат:
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])
Резюме
В этом уроке мы рассмотрели основные классы, предоставляемые модулем collections, включая namedtuple, Counter, OrderedDict, DefaultDict и deque. Эти классы могут быть полезны для различных задач и являются прекрасным дополнением к вашему Python-инструментарию.
