怎樣認(rèn)識(shí)Python中的defaultdict，相信很多沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的人對(duì)此束手無(wú)策，為此本文總結(jié)了問(wèn)題出現(xiàn)的原因和解決方法，通過(guò)這篇文章希望你能解決這個(gè)問(wèn)題。

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今天我們的主角是 defaultdict，同時(shí)也會(huì)介紹一下模仿方法 __missing__()。

默認(rèn)值可以很方便

眾所周知，在Python中如果訪問(wèn)字典中不存在的鍵，會(huì)引發(fā)KeyError異常。但是有時(shí)候，字典中的每個(gè)鍵都存在默認(rèn)值是非常方便的。例如下面的例子：

strings = ('puppy', 'kitten', 'puppy', 'puppy', 'weasel', 'puppy', 'kitten', 'puppy')

counts = {} for kw in strings:
    counts[kw] += 1

該例子統(tǒng)計(jì)strings中某個(gè)單詞出現(xiàn)的次數(shù)，并在counts字典中作記錄。單詞每出現(xiàn)一次，在counts相對(duì)應(yīng)的鍵所存的值數(shù)字加1。但是事實(shí)上，運(yùn)行這段代碼會(huì)拋出KeyError異常，出現(xiàn)的時(shí)機(jī)是每個(gè)單詞第一次統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，因?yàn)镻ython的dict中不存在默認(rèn)值的說(shuō)法，可以在Python命令行中驗(yàn)證：

>>> counts = dict() >>> counts
{} >>> counts['puppy'] += 1 Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in KeyError: 'puppy'

使用判斷語(yǔ)句檢查

既然如此，首先可能想到的方法是在單詞第一次統(tǒng)計(jì)的時(shí)候，在counts中相應(yīng)的鍵存下默認(rèn)值1。這需要在處理的時(shí)候添加一個(gè)判斷語(yǔ)句：

strings = ('puppy', 'kitten', 'puppy', 'puppy', 'weasel', 'puppy', 'kitten', 'puppy')

counts = {} for kw in strings:
    if kw not in counts:
        counts[kw] = 1    else:
        counts[kw] += 1 # counts: # {'puppy': 5, 'weasel': 1, 'kitten': 2}

使用 dict.setdefault() 方法

也可以通過(guò) dict.setdefault()方法來(lái)設(shè)置默認(rèn)值：

strings = ('puppy', 'kitten', 'puppy', 'puppy', 'weasel', 'puppy', 'kitten', 'puppy')

counts = {} for kw in strings:
    counts.setdefault(kw, 0)
    counts[kw] += 1

dict.setdefault()方法接收兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)是健的名稱，第二個(gè)參數(shù)是默認(rèn)值。假如字典中不存在給定的鍵，則返回參數(shù)中提供的默認(rèn)值；反之，則返回字典中保存的值。利用 dict.setdefault()方法的返回值可以重寫for循環(huán)中的代碼，使其更加簡(jiǎn)潔：

strings = ('puppy', 'kitten', 'puppy', 'puppy', 'weasel', 'puppy', 'kitten', 'puppy')

counts = {} for kw in strings:
    counts[kw] = counts.setdefault(kw, 0) + 1

使用 collections.defaultdict 類

以上的方法雖然在一定程度上解決了dict中不存在默認(rèn)值的問(wèn)題，但是這時(shí)候我們會(huì)想，有沒(méi)有一種字典它本身提供了默認(rèn)值的功能呢？答案是肯定的，那就是 collections.defaultdict。

defaultdict類就好像是一個(gè)dict，但是它是使用一個(gè)類型來(lái)初始化的：

>>> from collections import defaultdict >>> dd = defaultdict(list) >>> dd
defaultdict(<type 'list'>, {})

defaultdict類的初始化函數(shù)接受一個(gè)類型作為參數(shù)，當(dāng)所訪問(wèn)的鍵不存在的時(shí)候，可以實(shí)例化一個(gè)值作為默認(rèn)值：

>>> dd['foo']
[] >>> dd
defaultdict(<type 'list'>, {'foo': []}) >>> dd['bar'].append('quux') >>> dd
defaultdict(<type 'list'>, {'foo': [], 'bar': ['quux']})

需要注意的是，這種形式的默認(rèn)值只有在通過(guò) dict[key]或者 dict.__getitem__(key)訪問(wèn)的時(shí)候才有效，這其中的原因在下文會(huì)介紹。

>>> from collections import defaultdict >>> dd = defaultdict(list) >>> 'something' in dd False >>> dd.pop('something')

Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in KeyError: 'pop(): dictionary is empty'  >>> dd.get('something') >>> dd['something']
[]

defaultdict類除了接受類型名稱作為初始化函數(shù)的參數(shù)之外，還可以使用任何不帶參數(shù)的可調(diào)用函數(shù)，到時(shí)該函數(shù)的返回結(jié)果作為默認(rèn)值，這樣使得默認(rèn)值的取值更加靈活。下面用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明，如何用自定義的不帶參數(shù)的函數(shù) zero()作為defaultdict類的初始化函數(shù)的參數(shù)：

>>> from collections import defaultdict >>> def zero(): ...     return 0 ... >>> dd = defaultdict(zero) >>> dd
defaultdict(<function zero="" at="" 0xb7ed2684>, {}) >>> dd['foo'] 0 >>> dd
defaultdict(<function zero="" at="" 0xb7ed2684>, {'foo': 0})

利用 collections.defaultdict來(lái)解決最初的單詞統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，代碼如下：

from collections import defaultdict

strings = ('puppy', 'kitten', 'puppy', 'puppy',
           'weasel', 'puppy', 'kitten', 'puppy')

counts = defaultdict(lambda: 0)  # 使用lambda來(lái)定義簡(jiǎn)單的函數(shù) for s in strings:
    counts[s] += 1

defaultdict類是如何實(shí)現(xiàn)的

通過(guò)上面的內(nèi)容，想必大家已經(jīng)了解了defaultdict類的用法，那么在defaultdict類中又是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)默認(rèn)值的功能呢？這其中的關(guān)鍵是使用了看 __missing__()這個(gè)方法：

>>> from collections import defaultdict >>> print defaultdict.__missing__.__doc__
__missing__(key) # Called by __getitem__ for missing key; pseudo-code:  if self.default_factory is None: raise KeyError(key)
  self[key] = value = self.default_factory()
  return value

通過(guò)查看 __missing__()方法的 docstring，可以看出當(dāng)使用 __getitem__()方法訪問(wèn)一個(gè)不存在的鍵時(shí) dict[key]這種形式實(shí)際上是 __getitem__()方法的簡(jiǎn)化形式)，會(huì)調(diào)用 __missing__()方法獲取默認(rèn)值，并將該鍵添加到字典中去。

關(guān)于 __missing__()方法的具體介紹可以參考Python官方文檔中的"Mapping Types — dict"一節(jié)。

文檔中介紹，從2.5版本開(kāi)始，如果派生自dict的子類定義了 __missing__()方法，當(dāng)訪問(wèn)不存在的鍵時(shí)，dict[key]會(huì)調(diào)用 __missing__()方法取得默認(rèn)值。

從中可以看出，雖然dict支持 __missing__()方法，但是在dict本身是不存在這個(gè)方法的，而是需要在派生的子類中自行實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法?？梢院?jiǎn)單的驗(yàn)證這一點(diǎn)：

>>> print dict.__missing__.__doc__
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in AttributeError: type object 'dict' has no attribute '__missing__'

同時(shí)，我們可以進(jìn)一步的做實(shí)驗(yàn)，定義一個(gè)子類Missing并實(shí)現(xiàn) __missing__()方法:

>>> class Missing(dict): ...     def __missing__(self, key): ...         return 'missing' ... >>> d = Missing() >>> d
{} >>> d['foo'] 'missing' >>> d
{}

返回結(jié)果反映了 __missing__()方法確實(shí)發(fā)揮了作用。在此基礎(chǔ)上，我們稍許修改 __missing__()方法,使得該子類同defautldict類一樣為不存在的鍵設(shè)置一個(gè)默認(rèn)值：

>>> class Defaulting(dict): ...     def __missing__(self, key): ...         self[key] = 'default' ...         return 'default' ... >>> d = Defaulting() >>> d
{} >>> d['foo'] 'default' >>> d
{'foo': 'default'}

在舊版本的Python中實(shí)現(xiàn)類defaultdict的功能

defaultdict類是從2.5版本之后才添加的，在一些舊版本中并不支持它，因此為舊版本實(shí)現(xiàn)一個(gè)兼容的defaultdict類是必要的。這其實(shí)很簡(jiǎn)單，雖然性能可能未必如2.5版本中自帶的defautldict類好，但在功能上是一樣的。

首先， __getitem__()方法需要在訪問(wèn)鍵失敗時(shí)，調(diào)用 __missing__()方法：

class defaultdict(dict):    def __getitem__(self, key):        try:
            return dict.__getitem__(self, key)
        except KeyError:
            return self.__missing__(key)

其次，需要實(shí)現(xiàn) __missing__()方法用來(lái)設(shè)置默認(rèn)值：

class defaultdict(dict):    def __getitem__(self, key):        try:
            return dict.__getitem__(self, key)
        except KeyError:
            return self.__missing__(key)

    def __missing__(self, key):        self[key] = value = self.default_factory()
        return value

然后，defaultdict類的初始化函數(shù) __init__()需要接受類型或者可調(diào)用函數(shù)參數(shù):

class defaultdict(dict):    def __init__(self, default_factory=None, *a, **kw):        dict.__init__(self, *a, **kw)
        self.default_factory = default_factory

    def __getitem__(self, key):        try:
            return dict.__getitem__(self, key)
        except KeyError:
            return self.__missing__(key)

    def __missing__(self, key):        self[key] = value = self.default_factory()
        return value

最后，綜合以上內(nèi)容，通過(guò)以下方式完成兼容新舊Python版本的代碼：

try:

    from collections import defaultdict
     except ImportError:

    class defaultdict(dict):       def __init__(self, default_factory=None, *a, **kw):          dict.__init__(self, *a, **kw)
          self.default_factory = default_factory

      def __getitem__(self, key):          try:
              return dict.__getitem__(self, key)
          except KeyError:
              return self.__missing__(key)

      def __missing__(self, key):          self[key] = value = self.default_factory()
          return value

看完上述內(nèi)容，你們掌握怎樣認(rèn)識(shí)Python中的defaultdict的方法了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或想了解更多相關(guān)內(nèi)容，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！

網(wǎng)頁(yè)題目：怎樣認(rèn)識(shí)Python中的defaultdict
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