Python 将defaultdict作为普通的dict暴露

在本文中，我们将介绍Python中的defaultdict，并讨论如何将其作为普通的dict来使用。defaultdict是collections模块中的一个类，它是dict的子类，提供了一个默认值函数，当访问一个不存在的键时，可以返回默认值而不是引发KeyError异常。

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什么是defaultdict？

defaultdict是Python中提供的一个特殊字典类（collections.defaultdict），它继承自dict，具有和普通字典类似的属性和方法。defaultdict类的特殊之处在于，它接受一个可调用对象作为参数，用于返回默认值。当访问一个不存在的键时，defaultdict会调用该可调用对象，并将其返回值作为默认值。

让我们以一个简单的例子来说明defaultdict的用法：

from collections import defaultdict

# 创建一个默认值为0的defaultdict
counts = defaultdict(int)

# 向字典中添加元素
counts['apple'] += 1
counts['banana'] += 1
counts['apple'] += 1

# 打印字典
print(counts)

输出结果为：

defaultdict(<class 'int'>, {'apple': 2, 'banana': 1})

在这个例子中，我们首先创建了一个默认值为0的defaultdict对象counts。接着，我们向字典中添加了三个元素，其中两个是’apple’，一个是’banana’。由于’apple’已经存在于字典中，所以它的值加1后变成了2；而’banana’是第一次被添加到字典中，所以它的值为1。最后，我们打印了整个字典。

如何将defaultdict视为普通的dict？

有时候我们希望将一个defaultdict对象当作普通的dict来使用，即不使用默认值的功能。为了实现这一目的，我们可以将defaultdict对象转换为普通的dict对象。

from collections import defaultdict

# 创建一个默认值为0的defaultdict
counts = defaultdict(int)

# 向字典中添加元素
counts['apple'] += 1
counts['banana'] += 1
counts['apple'] += 1

# 将defaultdict转换为普通的dict
plain_dict = dict(counts)

# 打印字典
print(plain_dict)

输出结果为：

{'apple': 2, 'banana': 1}

在上述例子中，我们首先创建了一个默认值为0的defaultdict对象counts，然后向字典中添加了三个元素。接着，我们使用dict()函数将counts转换为普通的dict对象plain_dict。最后，我们打印了plain_dict，发现它和原始的defaultdict对象的内容完全一样。

当使用defaultdict有什么好处呢？

使用defaultdict有许多好处，下面我们来一一介绍。

1. 避免KeyError异常

当我们使用普通的dict时，如果访问一个不存在的键，会引发KeyError异常。而使用defaultdict时，如果访问一个不存在的键，会返回一个默认值。这样可以避免我们每次访问字典时都需要进行键是否存在的判断。

from collections import defaultdict

# 创建一个默认值为空字符串的defaultdict
words = defaultdict(str)

# 添加（键，值）对
words['apple'] = 'a type of fruit'
words['banana'] = 'a type of fruit'

# 访问已存在的键
print(words['apple'])  # 输出：a type of fruit

# 访问不存在的键
print(words['car'])  # 输出：空字符串

在这个例子中，我们首先创建了一个默认值为空字符串的defaultdict对象words，并向字典中添加了两个键值对。接着，我们先访问已存在的键’apple’，可以得到对应的值；然后访问不存在的键’car’，得到的是一个空字符串。

2. 避免多次键检查

当我们使用普通的dict时，如果要为一个键对应的值进行累加操作，我们通常需要进行键是否存在的检查。而使用defaultdict时，如果访问一个不存在的键，会返回一个默认值，省去了我们做键检查的麻烦。

from collections import defaultdict

# 创建一个默认值为0的defaultdict
counts = defaultdict(int)

# 统计列表中每个元素的出现次数
lst = [1, 2, 1, 3, 2, 2, 1, 3]
for num in lst:
    counts[num] += 1

# 打印字典
print(counts)

输出结果为：

defaultdict(<class 'int'>, {1: 3, 2: 3, 3: 2})

在这个例子中，我们首先创建了一个默认值为0的defaultdict对象counts，然后遍历列表lst中的每个元素。当访问不存在的键时，defaultdict会返回默认值0，此时我们可以直接对默认值进行加1操作。最终，我们打印了字典counts，它记录了列表中每个元素的出现次数。

总结

在本文中，我们介绍了Python中的defaultdict，它是collections模块中的一个类，继承自dict。defaultdict可以接受一个可调用对象作为参数，用于返回默认值。我们还讨论了如何将defaultdict当作普通的dict来使用，以及使用defaultdict的好处，包括避免KeyError异常和避免多次键检查。希望通过本文的介绍，你对defaultdict的使用有了更深入的了解。