Как и когда следует использовать Defaultdict в Python?

В этом уроке вы узнаете, как использовать defaultdict из модуля коллекций Python — для лучшей обработки KeyErrors — при работе со словарями Python.

В Python словарь — это мощная встроенная структура данных, которая хранит данные в парах ключ-значение. Вы будете использовать клавиши для входа в словарь и доступа к значениям.

Однако если в вашем скрипте Python есть несколько словарей, которые изменяются во время выполнения кода, вы часто будете сталкиваться с ошибками KeyError. И есть несколько разных способов справиться с ними.

В этом уроке вы узнаете:

Что такое KeyErrors и почему они возникают

Как обрабатывать KeyErrors

Как использовать Python defaultdict, подкласс, который наследуется от встроенного класса dict, для лучшей обработки отсутствующих ключей

Давайте начнем!

Что такое KeyErrors в Python?

При определении словаря Python вы должны позаботиться о том, чтобы убедиться в следующем:

Ключи должны быть уникальными — без повторений.

При использовании существующего итерируемого объекта в качестве ключей словаря лучше использовать неизменяемую коллекцию, такую ​​как кортеж.

Таким образом, ключ действителен только в том случае, если он присутствует в словаре; иначе это приводит к KeyErrors.

Рассмотрим следующий словарь books_authors, в котором ключи — это названия книг, а значения — имена авторов.

Вы можете кодировать вместе с этим руководством в Python REPL.

books_authors = { ‘Глубокая работа’: ‘Кэл Ньюпорт’, ‘Гиперфокус’: ‘Крис Бэйли’, ‘Основа’: ‘Дженни Блейк’, ‘Уравнение счастья’: ‘Нил Пасрича’ }

Вы можете использовать ключ (название книги) для доступа к имени автора.

книги_авторы[‘Hyperfocus’]
‘Крис Бейли’

Чтобы получить доступ ко всем парам ключ-значение в словаре, вы можете вызвать метод items() для объекта словаря, как показано ниже:

для книги,автор в books_authors.items(): print(f”‘{book}’ by {author}”) ‘Deep Work’ Кэла Ньюпорта ‘Hyperfocus’ Криса Бэйли ‘Pivot’ Дженни Блейк ‘Уравнение счастья’ Нил Пасрича

Если вы попытаетесь получить доступ к значению ключа, которого нет в словаре, интерпретатор Python выдаст ошибку KeyError. Мы сталкиваемся с KeyError, когда пытаемся получить доступ к значению несуществующих ключей, а именно «Grit» и «несуществующий ключ».

книги_авторы[‘Grit’]
————————————————– ————————- KeyError Traceback (последний последний вызов) в —- > 1 книг_авторов[‘Grit’]

KeyError: ‘Выдержка’ books_authors[‘non-existent-key’]
————————————————– ————————- KeyError Traceback (последний последний вызов) в —- > 1 книг_авторов[‘non-existent-key’]

KeyError: «несуществующий ключ»

Итак, как вы справляетесь с KeyErrors в Python?

Есть несколько способов сделать это, и мы изучим их в следующем разделе.

Как обрабатывать KeyErrors в Python

Давайте узнаем, как обрабатывать KeyErrors, используя:

Условные операторы if-else

блоки try-кроме

Метод словаря .get()

№1. Использование условных операторов if-else

Один из самых простых способов обработки KeyErrors в Python — использование условных операторов if-else.

В Python операторы if-else имеют следующий общий синтаксис:

if условие: # сделать это еще: # сделать что-то еще

Если условие истинно, операторы в теле if выполняются, и

Если условие равно False, выполняются операторы в теле else.

В этом примере условием является проверка наличия ключа в словаре.

Если ключ присутствует в словаре, оператор in вернет True, а если тело будет выполнено, выведет соответствующее значение.

key = ‘Уравнение счастья’, если ключ в books_authors: print(books_authors[key]) else: print(‘К сожалению, такого ключа не существует!’) # Вывод # Нейл Пасрича

Если ключ отсутствует в словаре, оператор in возвращает значение False и выполняется тело else. Выдает сообщение о том, что ключ отсутствует.

key = ‘несуществующий ключ’, если ключ в books_authors: print(books_authors[key]) else: print(‘К сожалению, этот ключ не существует!’) # Вывод # К сожалению, этот ключ не существует!

№ 2. Использование операторов Try-Except

Другой распространенный метод обработки KeyError — использование операторов try-except в Python.

Прочитайте следующий блок кода:

key = ‘несуществующий ключ’ попробуйте: print(books_authors[key]) кроме KeyError: print(‘К сожалению, этот ключ не существует!’)

пытаться Блок пытается получить значение, соответствующее предоставленному ключу.

Если ключ отсутствует, интерпретатор выдает ошибку KeyError, которая обрабатывается как исключение в пределах кроме блокировать.

№3. Использование метода .get()

В Python вы можете использовать встроенный метод словаря .get() для обработки отсутствующих ключей.

Общий синтаксис для использования метода get(): dict.get(key,default_value), где dict — допустимый объект словаря в Python.

– Если ключ присутствует в словаре, то метод get() возвращает значение. – В противном случае он возвращает значение по умолчанию.

В этом примере keys — это список ключей, к значениям которых мы хотели бы получить доступ. Мы перебираем список ключей, чтобы получить соответствующие значения из словаря books_authors.

Здесь мы использовали метод .get() со значением по умолчанию «Не существует».

ключи = [‘Grit’,’Hyperfocus’,’Make Time’,’Deep Work’]
для ключа в ключах: print(books_authors.get(key,’Не существует’))

В приведенном выше коде:

Для ключей, присутствующих в словаре books_authors, метод .get() возвращает соответствующие значения.

Когда ключи не существуют, в данном случае «Выдержка» и «Выработка времени», метод .get() возвращает значение по умолчанию «Не существует».

# Вывод Не существует Крис Бейли Не существует Кэл Ньюпорт

Все вышеперечисленные методы помогают нам в обработке ключевых ошибок. Однако они многословны и требуют, чтобы мы явно обрабатывали отсутствующие ключи. Вы можете упростить этот процесс, используя defaultdict вместо обычного словаря.

Defaultdict в Python

defaultdict является подклассом класса словаря (dict). Таким образом, он наследует поведение словаря Python. Кроме того, он также изначально обрабатывает отсутствующие ключи.

defaultdict — это контейнерный тип данных, встроенный в стандартную библиотеку Python — внутри модуля collections.

Итак, вы должны импортировать его в свою рабочую среду:

из коллекций импортировать defaultdict

Вот общий синтаксис для использования defaultdict:

defaultdict(default_factory)

Вы можете указать вызываемый объект, такой как int, float или list, в качестве атрибута default_factory. Если вы не укажете значение для default_factory, по умолчанию оно равно None.

Когда ключ, который вы ищете, отсутствует, запускается метод __missing__(), который выводит значение по умолчанию из default_factory. Затем он возвращает это значение по умолчанию.

В итоге:

В Python defaultdict возвращает значение по умолчанию, когда ключ отсутствует.

Он также добавляет эту пару ключ-значение по умолчанию в словарь, который затем можно изменить.

Примеры Python Defaultdict

Далее мы напишем несколько примеров, чтобы понять, как работает Python defaultdict.

Defaultdict в Python с целочисленным значением по умолчанию

Сначала импортируйте defaultdict из модуля collections.

из коллекций import defaultdict import random

Давайте создадим цены по умолчанию.

цены = defaultdict(int)

Теперь мы заполняем словарь цен, используя элементы списка фруктов в качестве ключей. И мы случайным образом выбираем значения из прайс-листа, чтобы получить значения.

прайс_лист = [10,23,12,19,5]
фрукты = [‘apple’,’strawberry’,’pomegranate’,’blueberry’]

на фрукты во фруктах: цены[fruit] = random.choice(price_list)

Давайте посмотрим на пары ключ-значение в defaultdict цен.

print(prices.items()) dict_items([(‘apple’, 12), (‘blueberry’, 19), (‘pomegranate’, 5), (‘strawberry’, 10)])

Как и в обычном словаре Python, вы можете получить доступ к значениям defaultdict цен с помощью ключей:

Цены[‘apple’]
№ 23

Теперь давайте попробуем получить доступ к цене фрукта, которого нет, скажем, «апельсина». Мы видим, что он возвращает нулевое значение.

Цены[‘orange’]
# 0

Если мы распечатаем словарь, мы увидим, что был добавлен новый ключ «оранжевый» с целочисленным значением по умолчанию, равным нулю.

print(prices.items()) dict_items([(‘apple’, 12), (‘blueberry’, 19), (‘pomegranate’, 5), (‘strawberry’, 10), (‘orange’, 0)])

Defaultdict в Python со списком в качестве значения по умолчанию

Давайте определим student_majors как список списков по умолчанию. Имена майоров являются ключами. А значения — это списки студентов, изучающих каждую из специальностей, таких как математика, экономика, информатика и другие.

из коллекций импортировать defaultdict student_majors = defaultdict(list)

Если мы попытаемся получить доступ к списку студентов, соответствующему «Экономике», defaultdict вернет пустой список; никаких ключевых ошибок!

student_majors[‘Economics’]
# []

Теперь у нас есть пустой список, привязанный к специальности «Экономика». Итак, теперь мы можем добавлять элементы в этот список, используя метод списка .append().

student_majors[‘Economics’].append(‘Алекс’)

Запись была создана для «Экономики» в словаре по умолчанию student_majors.

print(students_majors) defaultdict(, {‘Экономика’: [‘Alex’]})

Вы можете добавить больше студентов в список, сопоставленный с специализацией «Экономика», добавить новую специализацию и многое другое!

student_majors[‘Economics’].append(‘Боб’) student_majors[‘Math’].append(‘Лаура’) print(students_majors) defaultdict(, {‘Экономика’: [‘Alex’, ‘Bob’]”Математика”: [‘Laura’]})

Вывод

Я надеюсь, что это руководство помогло вам понять, как и когда вы должны использовать defaultdict в Питоне. После запуска примеров кода в этом руководстве вы можете попробовать использовать defaultdict в качестве предпочтительной структуры данных в своих проектах, когда это необходимо.

Вот краткое изложение того, что вы узнали в этом уроке.

При работе со словарем Python вы часто будете сталкиваться с KeyErrors.

Для обработки таких ошибок KeyError вы можете использовать несколько подробных методов. Вы можете использовать условные операторы, блоки try-except или метод .get(). Но тип данных defaultdict в модуле collections может упростить эту обработку KeyError.

Вы можете использовать defaultdict(default_factory) куда default_factory является допустимым вызываемым.

Когда ключ отсутствует в defaultdict, значение по умолчанию (выведенное из default_factory) и ключ добавляется в defaultdict.

Затем ознакомьтесь с учебным пособием по функции карты Python.