defaultdict?在python中的基本用法

更新時間：2025年06月16日 17:22:34 作者：秋時的雨

Python的collections.defaultdict是字典子類,自動處理缺失鍵并生成默認值（如int、list）,簡化代碼邏輯,高效適用于計數(shù)、分組等場景,相比dict.setdefault更直觀靈活,本文介紹defaultdict在python中的作用,感興趣的朋友一起看看吧

collections.defaultdict 是 Python collections 模塊中提供的一個字典（dict）的子類。它與普通的字典非常相似，但有一個關鍵的區(qū)別：當你嘗試訪問一個不存在的鍵時，defaultdict 不會引發(fā) KeyError 異常，而是會自動為該鍵生成一個默認值。

defaultdict 的基本用法

defaultdict 的構(gòu)造函數(shù)需要一個“默認工廠函數(shù)”（default_factory）作為參數(shù)。這個工廠函數(shù)是一個不接受任何參數(shù)的可調(diào)用對象，它會在訪問不存在的鍵時被調(diào)用，并將其返回值作為該鍵的默認值。

from collections import defaultdict
# 使用 int 作為默認工廠函數(shù)，意味著當訪問不存在的鍵時，會創(chuàng)建一個默認值為 0 的新條目。
# int() 會返回 0
word_counts = defaultdict(int)
# 訪問一個不存在的鍵 'apple'，它會自動創(chuàng)建并賦值為 int() 的結(jié)果 (0)
print(word_counts['apple'])  # 輸出: 0
# 現(xiàn)在 'apple' 鍵存在了，我們可以像普通字典一樣操作它
word_counts['apple'] += 1
print(word_counts['apple'])  # 輸出: 1
word_counts['banana'] += 1
word_counts['apple'] += 1
print(word_counts)  # 輸出: defaultdict(<class 'int'>, {'apple': 2, 'banana': 1})

為什么使用 defaultdict？

defaultdict 主要用于簡化代碼，避免在使用普通字典時頻繁地檢查鍵是否存在。這在以下場景中特別有用：

計數(shù) (Counting): 統(tǒng)計列表中元素的出現(xiàn)次數(shù)，或字符串中字符的出現(xiàn)次數(shù)。

使用普通字典：

counts = {}
my_list = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'apple']
for item in my_list:
    if item in counts:
        counts[item] += 1
    else:
        counts[item] = 1
print(counts)

使用 defaultdict(int)：

from collections import defaultdict
counts = defaultdict(int)
my_list = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'apple']
for item in my_list:
    counts[item] += 1  # 如果 'item' 不存在，會自動創(chuàng)建為 0，然后加 1
print(counts)

顯然，defaultdict 的代碼更簡潔。

分組 (Grouping): 將具有相同特征的元素分組。例如，根據(jù)首字母將單詞分組。

使用普通字典：

words_by_initial = {}
words = ['apple', 'banana', 'apricot', 'cat', 'dog']
for word in words:
    initial = word[0]
    if initial in words_by_initial:
        words_by_initial[initial].append(word)
    else:
        words_by_initial[initial] = [word]
print(words_by_initial)

使用 defaultdict(list)：

from collections import defaultdict
words_by_initial = defaultdict(list)
words = ['apple', 'banana', 'apricot', 'cat', 'dog']
for word in words:
    initial = word[0]
    words_by_initial[initial].append(word) # 如果 'initial' 不存在，會自動創(chuàng)建為空列表 []
print(words_by_initial)

這里，list 作為默認工廠函數(shù)，當訪問不存在的鍵時，會創(chuàng)建一個空列表。

累加/聚合 (Accumulating/Aggregating): 對某個鍵下的值進行累加或進行其他聚合操作。

假設你有一些銷售數(shù)據(jù)，想要計算每個產(chǎn)品的總銷售額：

from collections import defaultdict
sales_data = [
    {'product': 'A', 'amount': 100},
    {'product': 'B', 'amount': 50},
    {'product': 'A', 'amount': 75},
    {'product': 'C', 'amount': 200},
    {'product': 'B', 'amount': 120},
]
total_sales = defaultdict(float) # 或者 int，根據(jù)你的數(shù)據(jù)類型
for item in sales_data:
    product = item['product']
    amount = item['amount']
    total_sales[product] += amount
print(total_sales)
# 輸出: defaultdict(<class 'float'>, {'A': 175.0, 'B': 170.0, 'C': 200.0})

defaultdict 的工廠函數(shù)

defaultdict 的 default_factory 可以是任何可調(diào)用對象，而不僅僅是內(nèi)置類型（如 int、list、set）。

int: 默認值為 0。

d = defaultdict(int)
print(d['a']) # 0

list: 默認值為 []。

d = defaultdict(list)
d['a'].append(1)
print(d) # defaultdict(<class 'list'>, {'a': [1]})

set: 默認值為 set()。

d = defaultdict(set)
d['a'].add(1)
d['a'].add(2)
print(d) # defaultdict(<class 'set'>, {'a': {1, 2}})

str: 默認值為 ''。

d = defaultdict(str)
print(d['a']) # ''

自定義函數(shù):

def create_default_value():
    return "Not Found"
d = defaultdict(create_default_value)
print(d['unknown_key']) # Not Found

lambda 表達式:

d = defaultdict(lambda: {'count': 0, 'items': []})
d['product1']['count'] += 1
d['product1']['items'].append('item_x')
print(d['product1']) # {'count': 1, 'items': ['item_x']}

defaultdict 與 dict.setdefault() 的比較

在某些情況下，dict.setdefault() 也可以實現(xiàn)類似的功能，但 defaultdict 通常更簡潔高效。

dict.setdefault(key, default_value) 方法會在字典中查找 key。如果 key 存在，則返回其對應的值；如果 key 不存在，則將 key 插入字典并賦值為 default_value，然后返回 default_value。

使用 dict.setdefault() 進行計數(shù)：

counts = {}
my_list = ['apple', 'banana', 'apple']
for item in my_list:
    counts[item] = counts.setdefault(item, 0) + 1
print(counts) # {'apple': 2, 'banana': 1}

使用 dict.setdefault() 進行分組：

words_by_initial = {}
words = ['apple', 'banana', 'apricot']
for word in words:
    initial = word[0]
    words_by_initial.setdefault(initial, []).append(word)
print(words_by_initial) # {'a': ['apple', 'apricot'], 'b': ['banana']}

對比：

簡潔性: defaultdict 在很多情況下代碼更簡潔，因為它省去了顯式的條件判斷或 setdefault 調(diào)用。
性能: 對于大量操作，defaultdict 通常比重復調(diào)用 setdefault 稍微快一些，因為它避免了每次訪問時都可能進行的鍵查找和方法調(diào)用開銷。
語義: defaultdict 明確表達了“如果鍵不存在，就創(chuàng)建一個默認值”的意圖，使得代碼更易讀。
靈活性: defaultdict 允許你指定一個工廠函數(shù)，而 setdefault 每次都需要提供一個具體的默認值。雖然 setdefault 也可以結(jié)合函數(shù)調(diào)用，但不如 defaultdict 的設計直接。