作為一個學完Python基礎知識的測試，暗喜終于可以像RD們自己寫腳本處理任何場景吧，如何優雅地寫出來代碼，接下來開啟進階版的Python。

本期淺談一下，collection模塊關于鍵值常用的方法，跟著我一起漲知識吧~

1. 問題背景

在LeetCode刷題時候，經常會創建哈希表來輔助存儲數據操作，一說哈希表，小白的我一馬無腦就打出了一行tmp = {}。如果在高級點的可以寫成 tmp = dict()。

直到有一天，遇到1個key存在多個value的問題。那要創建一個value是列表類型的字典，怎么創建吶?（基礎太差，知道一對一的）。思考許久刪了寫寫了刪，終于使用for循環判斷，搞定字典存儲key-多個value的值，代碼如下：

tmp = {} 
students = ["C","A","B","C","D","A","A"] 
for index,st in enumerate(students): 
    if st not in tmp: 
    tmp[st] = [] 
    tmp[st].append(index) 
### 
{'C': [0, 3], 'A': [1, 5, 6], 'B': [2], 'D': [4]} 
### 

飯后找大佬show code,可想而知被大佬的神通廣大的見識，直呼漲知識了！。

在 Python內置庫中，其實是有一個collection模塊提供defaultdict() 方法來專門處理上述遇到的問題，使用defaultdict()實現如上需求，for循環中只需要一行代碼即可

from collections import defaultdict 
tmp2 = defaultdict(list) 
for index,st in enumerate(students): 
    tmp2[st].append(index) 
## 
defaultdict(<class 'list'>, {'C': [0, 3], 'A': [1, 5, 6], 'B': [2], 'D': [4]}) 
###

聽大佬說collection模塊可不止這個，還有很多好玩的。帶著疑問，去認識collection模塊學習。

2. collections 概述

2.1 什么是collections

Python 內置collection模塊對普通數據類型(如dict,list,tuple和set)進行擴展和補充。

Collection 模塊提供9種擴展的數據類型對象，其中對dict字典擴展的就有5個對象（OrderedDict、ChainMap、defaultdict、UserDict、Counter）。

2.2 Collections 內部結構

Collections模塊是集中了collections.abc模塊和擴展數據類型如UserDict的容器集合模塊， Python中內置的dict存在一些限制，不適合一些場景，因此collections模塊提供一些擴展方法。

Collections.abc是從adc抽象基類中導出ABCMeta,abstractmethod進行二次封裝成一系列關于集合類的接口如關于映射的mapping和mutilmapping抽象基類，用于判斷是映射關系抽象類。

實例化映射方法，一般不會直接繼承collections.abc抽象基類的，而是是繼承Python內置的dict類對象或者collections.UserDict進行拓展。抽象基類作為一個定義映射關系的基本接口。 同時也可以對isinstance來判斷該接口是不是映射類型。

port _collections_abc 

tmp = {} 
print(isinstance(tmp,collections.abc.Mapping)) 

### 
True 
### 

2.3 collections 使用方法

Collections 模塊提供多種場景的集合類型，在特定場景下，使用它內部的方法可以提高我們代碼的運行效率。 collections 模塊文檔介紹，已經實現對Python 內置數據類型 list,set,tuple和dict都實現的了拓展。

Collections 模塊使用時，需要進行提前導入

from collections import xxxxx

3. defaultdict 方法

回到第一節問題，當tmp[st]值不存在時，Python內部會拋出異常KeyError。

我們遇到該問題時，總想的可以對tmp[st]賦值為一個默認值default，即tmp.get(st,default)來消除異常情況。

但是當tmp[st]更新某個值時，需要再次不必要的get查詢，導致代碼低效。

因此collections模塊提供針對快速處理的找不鍵的情況，提供兩種方法：

setdefault(),對字典key值賦默認值

針對第一節，if判斷部分可以直接改寫為：

# if st not in tmp: 
#    tmp[st] = [] 
# tmp[st].append(index) 
#
tmp.setdefault(st,[]).append(index)

雖然提前賦值后，從查詢鍵值次數2到3次，減少一次，但是仍然還要進行插入操作

defaultdict()，對字典進行查找取值

Defaultdict()實現了專門在讀取健值就能獲取到一個默認值的方法，是通過繼承dict進行定義的一個子類，在子類中__missing__方法處理keyerror異常

在第一節中，通過使用defaultdict()來優化，Python內部是怎么運行呢？

比如 tmp2 = defaultdict(list) 當 key- value 不存在tmp2時，tmp2[key]會被進行操作：

• 調用list()來建立一個new list，作為default_factory實例屬性
• 把new list 作為value，賦值給key鍵，放在tmp2中 最后返回這個new list的引用

需要注意是，當defaultdict每天指定default_factory時，重新不存在的鍵會觸發keyerror

然而，專門處理keyerror異常的是__missing__()方法，dict類中沒有被定義，當__getitem__找不鍵時候，Python會自動調用__missing__()方法。

4. Counter 方法

在有些時候，我們需要對列表中元素出現的次數進行統計，按照常規思路，仍然要使用for循環查詢更新，代碼運行效率大大降低。

在 collections模塊中提供了Counter()方法，相等于計數器。

那么，Python內部是怎么運行的呢？

Counter 會給鍵準備一個整數計數器 每更新一個鍵的時候都會增加這個計數器

Counter 支持對4種形式的寫法：

• 創建空計數器：tmp = Counter()
• 支持迭代對象如字符串： tmp = Counter("juejin")
• 支持映射對象如字典：tmp = Counter({"a":3,"b":4})
• 支持key=value形式：tmp = Counter(jue=1,jin=2)

Counter對象還支持求出most_common([n])求前n最大的key-value字典等方法

總結

Collections 模塊提供對可變序列映射類型高性能方法，OrderedDict、ChainMap和Counter方法可以直接進行調用使用。如果需要重新定義則組需要繼承UserDict來實現個性化。

本期，我們只學習了collections模塊中關于處理鍵映射類型的相關方法，后續繼續對collections模塊關于set、list提供的擴展方法進行學習研究。