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流暢的python讀書筆記-第三章Python 字典與集合

lvzishen / 1274人閱讀

摘要：小總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里的所有映射類型都是利用來實(shí)現(xiàn)只有可散列的數(shù)據(jù)類型才能用作這些映射里的鍵值不用字典推導(dǎo)用處理找不到的鍵找不到鍵返回某種默認(rèn)值底層是與調(diào)用實(shí)現(xiàn)的字典插入更新原理其他大多數(shù)映射類型都提供了兩個(gè)很強(qiáng)大的方法和。

字典和集合

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里的所有映射類型都是利用 dict 來實(shí)現(xiàn)的
只有可散列的數(shù)據(jù)類型才能用作這些映射里的鍵(值不用)

可散列

一個(gè)對(duì)象是可散列的

它的散列值是不變的

對(duì)象需要實(shí)現(xiàn) __hash__() 方法

可散列對(duì)象還要有 __qe__() 方法

字典推導(dǎo) 
DIAL_CODES = [(86, "China"), (91, "India"), (1, "United States"), (62, "Indonesia") ]

country_code = {country: code        for code, country in DIAL_CODES     }
結(jié)果
{"China": 86, "India": 91, "United States": 1, "Indonesia": 62}
常見的映射方法 page137 用setdefault處理找不到的鍵 
##找對(duì)應(yīng)的key,沒有的話返回默認(rèn)值
my_dict = {"name":"longe","age":8}
my_dict.setdefault("namerrr","default")

print(my_dict)

用 setdefault 只需要一次就可以完成整個(gè)操作。

defaultdict找不到鍵返回某種默認(rèn)值

在實(shí)例化一個(gè) defaultdict 的時(shí)候

這個(gè)可調(diào)用對(duì)象會(huì)在 getitem 碰到找不到的鍵的時(shí)候被調(diào)用，

讓 getitem 返回某種默認(rèn)值。

實(shí)現(xiàn)方式

defaultdict 里的 default_factory 只會(huì)在__getitem__ 里被調(diào)用

比如，dd 是個(gè) defaultdict，k 是個(gè)找不到的鍵，

dd[k] 這個(gè)表達(dá)式會(huì)調(diào)用 default_factory 創(chuàng)造某個(gè)默認(rèn)值，

dd.get(k) 則會(huì)返回 None。

原理
所有這一切背后的功臣其實(shí)是特殊方法 __missing__。
它會(huì)在defaultdict 遇到找不到的鍵的時(shí)候調(diào)用 default_factory
__missing__這個(gè)方法

自定義一個(gè)映射類型，更合適的策略其實(shí)是繼承collections.UserDict 類

只是為了演示 missing 是如何被dict.__getitem__ 調(diào)用的。

class StrKeyDict0(dict):
    def __missing__(self, key):

        if isinstance(key, str):
            raise KeyError(key)
            return self[str(key)]

    def get(self, key, default=None):
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            return default

    def __contains__(self, key):
        return key in self.keys() or str(key) in self.keys()

isinstance(key, str) 測(cè)試在上面的__missing__ 中是必需的
但是如果 str(k) 不是一個(gè)存在的鍵，代碼就會(huì)陷入無限遞歸。

這是因?yàn)?missing 的最后一行中的 self[str(key)] 會(huì)調(diào)用 __getitem__，
而這個(gè) str(key) 又不存在，于是 __missing__又會(huì)被調(diào)用。

精簡(jiǎn)版本

import collections


class StrKeyDict(collections.UserDict):
    def __missing__(self, key):
        if isinstance(key, str):
            raise KeyError(key)
        return self[str(key)]

    def __contains__(self, key):
        return str(key) in self.data

    def __setitem__(self, key, item):
        self.data[str(key)] = item

setitem 會(huì)把所有的鍵都轉(zhuǎn)換成字符串。由于把具體的實(shí)現(xiàn)委
托給了 self.data 屬性，這個(gè)方法寫起來也不難
字典的變種
collections.OrderedDict

這個(gè)類型在添加鍵的時(shí)候會(huì)保持順序，因此鍵的迭代次序總是一致
的。

collections.ChainMap

該類型可以容納數(shù)個(gè)不同的映射對(duì)象，然后在進(jìn)行鍵查找操作的時(shí)
候，這些對(duì)象會(huì)被當(dāng)作一個(gè)整體被逐個(gè)查找，直到鍵被找到為止。

collections.Counter

這個(gè)映射類型會(huì)給鍵準(zhǔn)備一個(gè)整數(shù)計(jì)數(shù)器。每次更新一個(gè)鍵的時(shí)候
都會(huì)增加這個(gè)計(jì)數(shù)器。

colllections.UserDict

這個(gè)類其實(shí)就是把標(biāo)準(zhǔn) dict 用純 Python 又實(shí)現(xiàn)了一遍。
跟 OrderedDict、ChainMap 和 Counter 這些開箱即用的類型不
同，UserDict 是讓用戶繼承寫子類的。下面就來試試。

集合論 集合推導(dǎo) 
from unicodedata import name

aa = {chr(i) for i in range(32, 256) if "SIGN" in name(chr(i), "")}
print(aa)
集合的數(shù)學(xué)運(yùn)算 page161 字典空間

因?yàn)?Python 會(huì)設(shè)法保證大概還有三分之一的表元是空的，所以在快要達(dá)

到這個(gè)閾值的時(shí)候，原有的散列表會(huì)被復(fù)制到一個(gè)更大的空間里面。

散列表原理

為了獲取 my_dict[search_key] 背后的值

Python 首先會(huì)調(diào)用hash(search_key) 來計(jì)算 search_key 的散列值，

把這個(gè)值最低的幾位數(shù)字當(dāng)作偏移量

在散列表里查找表元（具體取幾位，得看當(dāng)前散列表的大小

若找到的表元是空的，則拋出 KeyError 異常。

若不是空的，則表元里會(huì)有一對(duì) found_key:found_value。

這時(shí)候 Python 會(huì)檢驗(yàn) search_key == found_key 是否為真，如 果它們相等的話，就會(huì)返回found_value。

如果 search_key 和 found_key 不匹配的話，這種情況稱為散列 沖突。

原理圖

添加新元素和更新現(xiàn)有鍵值

添加新元素和更新現(xiàn)有鍵值的操作幾乎跟上面一樣。
只不過對(duì)于前者，在發(fā)現(xiàn)空表元的時(shí)候會(huì)放入一個(gè)新元素；
對(duì)于后者，在找到相對(duì)應(yīng)的表元后，原表里的值對(duì)象會(huì)被替換成新值。

優(yōu)劣

字典浪費(fèi)存儲(chǔ)空間(不過沒有幾百萬對(duì)象,內(nèi)存好幾個(gè)G不用考慮)
dict 的實(shí)現(xiàn)是典型的空間換時(shí)間：字典類型有著巨大的內(nèi)存開銷

鍵的次序取決于添加順序

當(dāng)往 dict 里添加新鍵而又發(fā)生散列沖突的時(shí)候，新鍵可能會(huì)被安
排存放到另一個(gè)位置。

注意:

無論何時(shí)往字典里添加新的鍵，Python 解釋器都可能做出為字典擴(kuò)

容的決定。

擴(kuò)容導(dǎo)致的結(jié)果就是要新建一個(gè)更大的散列表，并把字典里已有的元素添加到新表里。

這個(gè)過程中可能會(huì)發(fā)生新的散列沖突，導(dǎo)致新散列表中鍵的次序變化。

要注意的是，上面提到的這些變化是否會(huì)發(fā)生以及如何發(fā)生，都依賴于字典背后的具體實(shí)現(xiàn)，

因此你不能很自信地說自己知道背后發(fā)生了什么。

如果你在迭代一個(gè)字典的所有鍵的過程中同時(shí)對(duì)字典進(jìn)行修改，那么這個(gè)循環(huán)很有可

能會(huì)跳過一些鍵——甚至是跳過那些字典中已經(jīng)有的鍵。

更新字典的主要使用姿勢(shì)

由此可知，不要對(duì)字典同時(shí)進(jìn)行迭代和修改。

如果想掃描并修改一個(gè)字典，最好分成兩步來進(jìn)行：

首先對(duì)字典迭代，以得出需要添加的內(nèi)容，把這些內(nèi)容放在一個(gè)新字典里；

迭代結(jié)束之后再對(duì)原有字典進(jìn)行更新。

小總結(jié):

標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)里的所有映射類型都是利用 dict 來實(shí)現(xiàn)

只有可散列的數(shù)據(jù)類型才能用作這些映射里的鍵(值不用)

字典推導(dǎo)

用setdefault處理找不到的鍵

defaultdict找不到鍵返回某種默認(rèn)值

底層是 getitem 與__miss__調(diào)用實(shí)現(xiàn)的

字典插入更新原理!!!

其他

大多數(shù)映射類型都提供了兩個(gè)很強(qiáng)大的方法：setdefault 和

update。

setdefault 方法可以用來更新字典里存放的可變值（比如列

表），從而避免了重復(fù)的鍵搜索。

update 方法則讓批量更新成為可能，它可以用來插入新值或者更新已有鍵值對(duì)，它的參數(shù)可以是包含(key, value) 這種鍵值對(duì)的可迭代對(duì)象，或者關(guān)鍵字參數(shù)。

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