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流暢的python讀書筆記-第三章Python 字典與集合

lvzishen / 1221人閱讀

摘要：小總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)庫里的所有映射類型都是利用來實現(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值底層是與調(diào)用實現(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很強大的方法和。

字典和集合

標(biāo)準(zhǔn)庫里的所有映射類型都是利用 dict 來實現(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

一個對象是可散列的

它的散列值是不變的

對象需要實現(xiàn) __hash__() 方法

可散列對象還要有 __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 
##找對應(yīng)的key,沒有的話返回默認值
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操作。

defaultdict找不到鍵返回某種默認值

在實例化一個 defaultdict 的時候

這個可調(diào)用對象會在 getitem 碰到找不到的鍵的時候被調(diào)用，

讓 getitem 返回某種默認值。

實現(xiàn)方式

defaultdict 里的 default_factory 只會在__getitem__ 里被調(diào)用

比如，dd 是個 defaultdict，k 是個找不到的鍵，

dd[k] 這個表達式會調(diào)用 default_factory 創(chuàng)造某個默認值，

dd.get(k) 則會返回 None。

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

自定義一個映射類型，更合適的策略其實是繼承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) 測試在上面的__missing__ 中是必需的
但是如果 str(k) 不是一個存在的鍵，代碼就會陷入無限遞歸。

這是因為 missing 的最后一行中的 self[str(key)] 會調(diào)用 __getitem__，
而這個 str(key) 又不存在，于是 __missing__又會被調(diào)用。

精簡版本

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

這個類型在添加鍵的時候會保持順序，因此鍵的迭代次序總是一致
的。

collections.ChainMap

該類型可以容納數(shù)個不同的映射對象，然后在進行鍵查找操作的時
候，這些對象會被當(dāng)作一個整體被逐個查找，直到鍵被找到為止。

collections.Counter

這個映射類型會給鍵準(zhǔn)備一個整數(shù)計數(shù)器。每次更新一個鍵的時候
都會增加這個計數(shù)器。

colllections.UserDict

這個類其實就是把標(biāo)準(zhǔn) dict 用純 Python 又實現(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)運算 page161 字典空間

因為 Python 會設(shè)法保證大概還有三分之一的表元是空的，所以在快要達

到這個閾值的時候，原有的散列表會被復(fù)制到一個更大的空間里面。

散列表原理

為了獲取 my_dict[search_key] 背后的值

Python 首先會調(diào)用hash(search_key) 來計算 search_key 的散列值，

把這個值最低的幾位數(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，則表元里會有一對 found_key:found_value。

這時候 Python 會檢驗 search_key == found_key 是否為真，如 果它們相等的話，就會返回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。
只不過對于前者，在發(fā)現(xiàn)空表元的時候會放入一個新元素；
對于后者，在找到相對應(yīng)的表元后，原表里的值對象會被替換成新值。

優(yōu)劣

字典浪費存儲空間(不過沒有幾百萬對象,內(nèi)存好幾個G不用考慮)
dict 的實現(xiàn)是典型的空間換時間：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)生散列沖突的時候，新鍵可能會被安
排存放到另一個位置。

注意:

無論何時往字典里添加新的鍵，Python 解釋器都可能做出為字典擴

容的決定。

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

這個過程中可能會發(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發(fā)生以及如何發(fā)生，都依賴于字典背后的具體實現(xiàn)，

因此你不能很自信地說自己知道背后發(fā)生了什么。

如果你在迭代一個字典的所有鍵的過程中同時對字典進行修改，那么這個循環(huán)很有可

能會跳過一些鍵——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

由此可知，不要對字典同時進行迭代和修改。

如果想掃描并修改一個字典，最好分成兩步來進行：

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

迭代結(jié)束之后再對原有字典進行更新。

小總結(jié):

標(biāo)準(zhǔn)庫里的所有映射類型都是利用 dict 來實現(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值

底層是 getitem 與__miss__調(diào)用實現(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很強大的方法：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，它的參數(shù)可以是包含(key, value) 這種鍵值對的可迭代對象，或者關(guān)鍵字參數(shù)。

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