Python的常用模块之collections模块详解

1. 什么是collections模块

Python提供了一个比较重要的模块：collections，这个模块包含了一些特殊容器类型，比原生的list、dict、tuple、set等容器类型要强大得多。

collections是Python内建的一个集合模块，提供了一系列有用的集合类，是对dict、list、set、tuple等内置容器类型的扩展。

在进行Python的高级编程时，collections模块是非常常用的一个类库，这个模块提供了一些非常实用的数据结构，可以极大的提高代码的效率和健壮性。

2. collections模块的核心数据类型

关于collections模块的核心数据类型，主要有以下几个：

1. defaultdict

2. deque

3. Counter

4. OrderedDict

5. namedtupel

我们分别来说明一下这个五个核心数据类型。

2.1 defaultdict

defaultdict是一个字典类，可以指定一个default_factory函数，这个函数可以自动创建不存在的键值，从而避免了KeyError。

下面是一个示例：

from collections import defaultdict

d_int = defaultdict(int) # 相当于 d_int = {}
d_str = defaultdict(str) # 相当于 d_str = {}
d_list = defaultdict(list) # 相当于 d_list = {}
d_dict = defaultdict(dict) # 相当于 d_dict = {}

d_int[1] # 返回默认的值0
d_str["a"] # 返回默认的值""
d_list[0] # 返回默认的值[]
d_dict["key"] # 返回默认的值{}

2.2 deque

deque是“double-ended queue（双端队列）”的缩写，deque支持在两端进行queue操作。

Python中的list的特点是非常适合做一些操作，例如查找、尾部添加、头部删除，但是在头部添加、头部查找、尾部删除等操作中，list的性能不如deque。

下面是一个示例：

from collections import deque

d = deque()

d.append("a")
d.append("b")
d.append("c")

d.appendleft("d")

print(d)

输出结果为：

deque(['d', 'a', 'b', 'c'])

2.3 Counter

Counter是一个简单的计数器类，可以用来统计列表、元组等容器中元素出现的个数，可以按照value的值进行排序。

下面是一个示例：

from collections import Counter

c = Counter("hello world")

print(c)

输出结果为：

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

2.4 OrderedDict

OrderedDict是一个按照插入顺序排序的字典类。

下面是一个示例：

from collections import OrderedDict

d = OrderedDict()

d["a"] = 1
d["c"] = 3
d["b"] = 2

print(d)

输出结果为：

OrderedDict([('a', 1), ('c', 3), ('b', 2)])

2.5 namedtupel

namedtuple是一个命名元组类，可以将Tuple的元素按照名称进行访问。

下面是一个示例：

from collections import namedtuple

Student = namedtuple("Student", ["name", "age", "gender"])

s = Student("小明", 18, "男")

print(s.name)
print(s.age)
print(s.gender)

输出结果为：

小明
18
男

3. 小结

在本文中，我们介绍了Python中的collections模块，其中包含了一些非常实用的数据结构，如defaultdict、deque、Counter、OrderedDict和namedtupel等。切记在进行高级Python编程时，要熟练掌握这个模块的使用，可以极大的提高你的Python编程效率和健壮性。