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  • python之路——常用模块

     什么是模块？

    常见的场景：一个模块就是一个包含了python定义和申明的文件，文件名就是模块名字加上.py的后缀。

    但其实import加载的模块分为四个通用类别：

    　　1、使用python编写的代码（.py文件）

    　　2、已被编译为共享库或DLL的C或C++扩展

    　　3、包好一组模块的包

    　　4、使用C编写并链接到python解释器的内置模块

    为什么要使用模块？

       如果你退出python解释器然后重新进入，那么你之前定义的函数或者变量都将丢失，因此我们通常将程序写到文件中以便永久保存下来，需要时就通过python test.py方式去执行，此时test.py被称为脚本script。

        随着程序的发展，功能越来越多，为了方便管理，我们通常将程序分成一个个的文件，这样做程序的结构更清晰，方便管理。这时我们不仅仅可以把这些文件当做脚本去执行，还可以把他们当做模块来导入到其他的模块中，实现了功能的重复利用，

     

    collections模块

    在内置数据类型（dict、list、set、tuple）的基础上，collections模块还提供了几个额外的数据类型：Counter、deque、defaultdict、namedtuple和OrderedDict等。

    1.namedtuple: 生成可以使用名字来访问元素内容的tuple

    2.deque: 双端队列，可以快速的从另外一侧追加和推出对象

    3.Counter: 计数器，主要用来计数

    4.OrderedDict: 有序字典

    5.defaultdict: 带有默认值的字典

    namedtuple

    我们知道tuple可以表示不变集合，例如，一个点的二维坐标就可以表示成：

    >>> p = (1, 2)

    但是，看到(1, 2)，很难看出这个tuple是用来表示一个坐标的。

    这时，namedtuple就派上了用场：

    >>> from collections import namedtuple
>>> Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
>>> p = Point(1, 2)
>>> p.x
1
>>> p.y
2

    类似的，如果要用坐标和半径表示一个圆，也可以用namedtuple定义：

    #namedtuple('名称', [属性list]):
Circle = namedtuple('Circle', ['x', 'y', 'r'])

    deque

    使用list存储数据时，按索引访问元素很快，但是插入和删除元素就很慢了，因为list是线性存储，数据量大的时候，插入和删除效率很低。

    deque是为了高效实现插入和删除操作的双向列表，适合用于队列和栈：

    >>> from collections import deque
>>> q = deque(['a', 'b', 'c'])
>>> q.append('x')
>>> q.appendleft('y')
>>> q
deque(['y', 'a', 'b', 'c', 'x'])

    deque除了实现list的append()和pop()外，还支持appendleft()和popleft()，这样就可以非常高效地往头部添加或删除元素。

    OrderedDict

    使用dict时，Key是无序的。在对dict做迭代时，我们无法确定Key的顺序。

    如果要保持Key的顺序，可以用OrderedDict：

    >>> from collections import OrderedDict
>>> d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
>>> d # dict的Key是无序的
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2}
>>> od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
>>> od # OrderedDict的Key是有序的
OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

    注意，OrderedDict的Key会按照插入的顺序排列，不是Key本身排序：

    >>> od = OrderedDict()
>>> od['z'] = 1
>>> od['y'] = 2
>>> od['x'] = 3
>>> od.keys() # 按照插入的Key的顺序返回
['z', 'y', 'x']

    defaultdict 

    有如下值集合 [11,22,33,44,55,66,77,88,99,90...]，将所有大于 66 的值保存至字典的第一个key中，将小于 66 的值保存至第二个key的值中。

    即： {'k1': 大于66 , 'k2': 小于66}
    values = [11, 22, 33,44,55,66,77,88,99,90]

my_dict = {}

for value in  values:
    if value>66:
        if my_dict.has_key('k1'):
            my_dict['k1'].append(value)
        else:
            my_dict['k1'] = [value]
    else:
        if my_dict.has_key('k2'):
            my_dict['k2'].append(value)
        else:
            my_dict['k2'] = [value]
    原生字典解决方法
    from collections import defaultdict

values = [11, 22, 33,44,55,66,77,88,99,90]

my_dict = defaultdict(list)

for value in  values:
    if value>66:
        my_dict['k1'].append(value)
    else:
        my_dict['k2'].append(value)
    defaultdict字典解决方法

    使用dict时，如果引用的Key不存在，就会抛出KeyError。如果希望key不存在时，返回一个默认值，就可以用defaultdict：

    >>> from collections import defaultdict
>>> dd = defaultdict(lambda: 'N/A')
>>> dd['key1'] = 'abc'
>>> dd['key1'] # key1存在
'abc'
>>> dd['key2'] # key2不存在，返回默认值
'N/A'
    例2

    Counter

    Counter类的目的是用来跟踪值出现的次数。它是一个无序的容器类型，以字典的键值对形式存储，其中元素作为key，其计数作为value。计数值可以是任意的Interger（包括0和负数）。Counter类和其他语言的bags或multisets很相似。

    c = Counter('abcdeabcdabcaba')
print c
输出：Counter({'a': 5, 'b': 4, 'c': 3, 'd': 2, 'e': 1})

    创建：

    下面的代码说明了Counter类创建的四种方法：

    >>> c = Counter()  # 创建一个空的Counter类
>>> c = Counter('gallahad')  # 从一个可iterable对象（list、tuple、dict、字符串等）创建
>>> c = Counter({'a': 4, 'b': 2})  # 从一个字典对象创建
>>> c = Counter(a=4, b=2)  # 从一组键值对创建

    计数值的访问与缺失的键

    当所访问的键不存在时，返回0，而不是KeyError；否则返回它的计数。

    >>> c = Counter("abcdefgab")
>>> c["a"]
2
>>> c["c"]
1
>>> c["h"]
0

    计数器的更新（update和subtract）

    可以使用一个iterable对象或者另一个Counter对象来更新键值。

    计数器的更新包括增加和减少两种。其中，增加使用update()方法：

    >>> c = Counter('which')
>>> c.update('witch')  # 使用另一个iterable对象更新
>>> c['h']
3
>>> d = Counter('watch')
>>> c.update(d)  # 使用另一个Counter对象更新
>>> c['h']
4

    减少则使用subtract()方法：

    >>> c = Counter('which')
>>> c.subtract('witch')  # 使用另一个iterable对象更新
>>> c['h']
1
>>> d = Counter('watch')
>>> c.subtract(d)  # 使用另一个Counter对象更新
>>> c['a']
-1

    键的修改和删除

    当计数值为0时，并不意味着元素被删除，删除元素应当使用del。 
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