Python defaultdict与普通dict的区别

在本文中，我们将介绍Python中的Collections.defaultdict与普通dict之间的区别。默认字典（defaultdict）是Python标准库中的一个有用的数据结构，它是dict的一个子类。它提供了一种简单的方法来处理字典中缺失的键。

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默认字典的特点

默认字典（defaultdict）的特点是在初始化时指定一个默认的值类型，并且当访问一个不存在的键时，会自动返回默认值。这个默认值可以是任何类型，例如int、list、set等。

我们来看一个简单的例子，首先创建一个默认字典，其默认值为0：

from collections import defaultdict

d = defaultdict(int)

print(d['a'])  # 输出：0
print(d['b'])  # 输出：0

在上述例子中，当我们访问字典中不存在的键时，会自动返回默认值0。这使得我们可以避免通过d.get(key, default)等方式来处理缺失的键，使代码更加简洁。

默认字典与普通字典的区别

默认字典与普通字典在使用方式上基本相同，都是通过键来访问对应的值。然而，它们之间有一些细微的差异。

首先，创建一个普通字典：

d = {}

print(d['a'])  # 抛出KeyError异常

在上述例子中，当我们访问字典中不存在的键时，会抛出KeyError异常。这需要我们事先通过判断或使用异常处理来处理这种情况。

与之相比，如果我们使用默认字典来避免这种异常：

d = defaultdict(int)

print(d['a'])  # 输出：0

当访问字典中不存在的键时，默认字典不会抛出异常，而是返回默认值0。

其次，使用默认字典时，如果不存在的键被访问，它会在字典中自动添加这个键，并将默认值作为其值。这在某些情况下是非常有用的。

d = defaultdict(list)

print(d['a'])  # 输出：[]
print(d)  # 输出：{'a': []}

在上述例子中，当我们访问不存在的键’a’时，字典d会自动添加这个键，并将一个空列表作为其值。

默认字典的应用场景

默认字典在处理一些需要初始化或处理缺失键的情况下特别有用。下面列举了一些常见的应用场景：

统计字符出现次数

默认字典可以很方便地用于统计字符出现的次数：

from collections import defaultdict

s = "hello world"

char_count = defaultdict(int)

for char in s:
    char_count[char] += 1

print(char_count)

输出结果为：

defaultdict(<class 'int'>, {'h': 1, 'e': 1, 'l': 3, 'o': 2, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1})

分组数据

默认字典可以用来将数据按照某个属性值进行分组：

from collections import defaultdict

students = [
    {'name': 'Tom', 'grade': 'A'},
    {'name': 'Jane', 'grade': 'B'},
    {'name': 'John', 'grade': 'A'},
    {'name': 'Alice', 'grade': 'C'},
    {'name': 'Bob', 'grade': 'B'},
]

students_by_grade = defaultdict(list)

for student in students:
    students_by_grade[student['grade']].append(student['name'])

print(students_by_grade)

输出结果为：

defaultdict(<class 'list'>, {'A': ['Tom', 'John'], 'B': ['Jane', 'Bob'], 'C': ['Alice']})

总结

通过本文的介绍，我们了解了默认字典（defaultdict）与普通字典的区别。默认字典在访问不存在的键时不会抛出异常，并返回一个默认值。它也可以自动将缺失的键添加到字典中，并设置默认值作为其值。这使得默认字典在处理缺失键或需要初始化的情况下非常有用。无论是统计字符次数，还是分组数据，使用默认字典都可以简化代码并提高效率。希望通过本文的介绍，您对默认字典的使用有了更深入的了解。