Python 进阶编程之字典的高级用法

一、 collections 中 defaultdict

1.1 字典的键映射多个值

将下面的列表转成字典

l = [('a',2),('b',3),('a',1),('b',4),('a',3),('a',1),('b',3)]

一个字典就是一个键对应一个单值的映射，而上面的列表中有相同键。如果你想要一个键映射多个值，那么就需要将这多个值放到另外的序列中，比如 list 或者 set 里面，像下面这样:

d = {
    'a': [1, 2, 3],
    'b': [4, 5]
}
e = {
    'a': {1, 2, 3},
    'b': {4, 5}
}

你可以很方便的使用 collections 模块中的 defaultdict 来构造这样的字典。defaultdict 的一个特征是它会自动初始化每个 key 刚开始对应的值。

In [1]: l = [('a',2),('b',3),('a',1),('b',4),('a',3),('a',1),('b',3)]

In [2]: from collections import defaultdict

In [3]: d = defaultdict(list)

In [4]: for key, value in l:
   ...:     d[key].append(value)
   ...: 

In [5]: d
Out[5]: defaultdict(list, {'a': [2, 1, 3, 1], 'b': [3, 4, 3]})

当然这个默认的容器不一定是 list, 也可以是集合 set。根据自己的需求选择用 list 还是 set 。如果你想保持元素的插入顺序就应该使用列表，如果想去掉重复元素就使用集合！

1.2 统计字典中某个值出现的次数

来源于微信交流群里一个朋友工作中的问题，列表中有很多字典，需要统计字典中相同的键对应的值的和

利用 defaultdict 设置默认值的方法 defaultdict(int)，代码如下:

In [6]: d = defaultdict(int)

In [7]: objs = [{'F29958SVDK6': 12}, {'F29958SVDK6': 12}, {'F29958SVDK6': 12}, {'F29958SVDK6': 12}, {'F29958SVDK6': 12}]

In [8]: for obj in objs:
   ...:     for key,value in obj.items():
   ...:         d[key] += value
   ...: 

In [9]: d
Out[9]: defaultdict(int, {'F29958SVDK6': 60})

二、collections 创建有序字典

字典dict是无序的，如果我们想要有序的dict，可以使用OrdereDict 。示例如下：

In [11]: from collections import OrderedDict

In [12]: d = OrderedDict()

In [13]: d['bar'] = 2

In [14]: d['non'] = 8

In [15]: d['sek'] = 5

In [16]: d
Out[17]: OrderedDict([('bar', 2), ('non', 8), ('sek', 5)])

OrderedDict 内部维护着一个根据键插入顺序排序的双向链表。每次当一个新的元 素插入进来的时候，它会被放到链表的尾部。对于一个已经存在的键的重复赋值不会 改变键的顺序。

需要注意的是，一个 OrderedDict 的大小是一个普通字典的两倍，因为它内部维 护着另外一个链表。所以如果你要构建一个需要大量 OrderedDict 实例的数据结构的 时候 (比如读取 100,000 行 CSV 数据到一个 OrderedDict 列表中去).

那么你就得仔细权衡一下是否使用 OrderedDict 带来的好处要大过额外内存消耗的影响。

2.1 改变 key-value 的顺序

OrderedDict 是有序的字典，同时也能改变其顺序。比如我们想要改变有序的 OrderedDict 对象的 key-value 顺序，可以使用 move_to_end(key)。还是以上面创建的有序字典为例子

In [18]: d.move_to_end("bar")

In [20]: d
Out[20]: OrderedDict([('non', 8), ('sek', 5), ('bar', 2)])

可以看到之前排在第一位的 bar被移到最后一位了。move_to_end 还接收一个关键字参数 last。last 默认为 True，当 last = False 的时候，表示将该键移动到最前面！

2.2 删除 key_value

如果我们要删除有序字典中的 key-value, 可以使用 popitem 方法， popitem(last=True) 按照先进后出的顺序删除 dict中 的 key-value，popitem(last=False) 按照先进先出的规则删除 dict 中的 key-value。

In [42]: d
Out[42]: OrderedDict([('bar', 2), ('non', 8), ('sek', 5)])

In [43]: d.popitem(last=False)
Out[43]: ('bar', 2)

In [44]: d
Out[44]: OrderedDict([('non', 8), ('sek', 5)])

三、字典排序

利用Python 内置函数 sorted 对字典的键或者值进行排序，首先来了解下 sorted 函数

sorted(iterable, key=None, reverse=False)

参数说明：

• iterable -- 可迭代对象

• key -- 主要是用来进行比较的元素，只有一个参数，具体的函数的参数就是取自于可迭代对象中，指定可迭代对象中的一个元素来进行排序。

• reverse -- 排序规则，reverse = True 降序 ， reverse = False 升序（默认）。

3.1 按照 key 进行排序

理解了 sorted 函数就好办了，代码如下：

In [55]: d = {'b':3,'a':4,'c':2,'d':1}

In [57]: d.items()
Out[57]: dict_items([('b', 3), ('a', 4), ('c', 2), ('d', 1)])

In [58]: sorted(d.items(), key=lambda i:i[0])
Out[58]: [('a', 4), ('b', 3), ('c', 2), ('d', 1)]

3.2 按照 value 进行排序

代码如下：

In [59]: sorted(d.items(), key=lambda i:i[1])
Out[59]: [('d', 1), ('c', 2), ('b', 3), ('a', 4)]

注意排序后的返回值是一个list，而原字典中的名值对被转换为了list中的元组。

四、通过某个关键字排序一个字典列表

假设你有一个字典列表, 如下:

rows = [ {'fname': 'Brian', 'lname': 'Jones', 'uid': 1003},
 {'fname': 'David', 'lname': 'Beazley', 'uid': 1002},
 {'fname': 'John', 'lname': 'Cleese', 'uid': 1001}, 
{'fname': 'Big', 'lname': 'Jones', 'uid': 1004} ] 

你想根据某个或某几个字典字段来排序这个列表。

通过使用 operator 模块的 itemgetter 函数，可以非常容易的排序这样的数据结构，代码如下：

In [46]: from operator import itemgetter

In [47]: rows_by_fname = sorted(rows, key=itemgetter('fname'))

In [48]: rows_by_fname
Out[48]: 
[{'fname': 'Big', 'lname': 'Jones', 'uid': 1004},
 {'fname': 'Brian', 'lname': 'Jones', 'uid': 1003},
 {'fname': 'David', 'lname': 'Beazley', 'uid': 1002},
 {'fname': 'John', 'lname': 'Cleese', 'uid': 1001}]

In [49]: rows_by_uid = sorted(rows, key=itemgetter('uid'))

In [50]: rows_by_uid
Out[50]: 
[{'fname': 'John', 'lname': 'Cleese', 'uid': 1001},
 {'fname': 'David', 'lname': 'Beazley', 'uid': 1002},
 {'fname': 'Brian', 'lname': 'Jones', 'uid': 1003},
 {'fname': 'Big', 'lname': 'Jones', 'uid': 1004}]

itemgetter() 函数也支持多个 keys，比如下面的代码:

In [52]: rows_by_lfname = sorted(rows, key=itemgetter('lname','fname'))

In [53]: rows_by_fname
Out[53]: 
[{'fname': 'Big', 'lname': 'Jones', 'uid': 1004},
 {'fname': 'Brian', 'lname': 'Jones', 'uid': 1003},
 {'fname': 'David', 'lname': 'Beazley', 'uid': 1002},
 {'fname': 'John', 'lname': 'Cleese', 'uid': 1001}]