Python 教程

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Python collections 模块 ​

标准库 collections 提供多种专用容器，在 字典、列表、元组 等基础类型之上，补充了更便捷或更高效的数据结构。

注意：中文「集合」有时指 set 类型；本篇标题里的 Collections 指模块名 collections，不要与 set 混为一谈。

使用前需导入，例如：

python
from collections import OrderedDict, defaultdict, Counter, namedtuple, deque, ChainMap

OrderedDict：有序字典 ​

OrderedDict 会记住键的插入顺序。自 Python 3.7 起，普通 dict 也保证插入顺序，因此许多场景直接用 dict 即可。OrderedDict 仍有用武之地，例如 move_to_end()、popitem(last=True/False) 等额外 API。

python
from collections import OrderedDict

od = OrderedDict()
od["a"] = 1
od["b"] = 2
od["a"] = 10  # 覆盖已有键，顺序不变（键仍在原位置）

print(list(od.items()))

输出：

text
[('a', 10), ('b', 2)]

defaultdict：带默认值的字典 ​

普通 dict 访问不存在的键会 KeyError。defaultdict(factory) 在键缺失时调用 factory() 生成默认值（如 list、int），适合按键分组。

python
from collections import defaultdict

dd = defaultdict(list)
dd["key"].append(1)
dd["key"].append(2)
print(dict(dd))

输出：

text
{'key': [1, 2]}
python
from collections import defaultdict

dd = defaultdict(int)
for ch in "hello":
    dd[ch] += 1
print(dict(dd))

输出：

text
{'h': 1, 'e': 1, 'l': 2, 'o': 1}

Counter：计数器 ​

Counter 是 dict 的子类，用于统计可哈希对象出现次数；常用 most_common()。

python
from collections import Counter

c = Counter("abracadabra")
print(c)
print(c.most_common(3))

输出（计数顺序可能因实现略有差异，键值一致）：

text
Counter({'a': 5, 'b': 2, 'r': 2, 'c': 1, 'd': 1})
[('a', 5), ('b', 2), ('r', 2)]

namedtuple：带字段名的元组 ​

namedtuple 生成元组子类，元素既可按索引访问，也可按属性名访问，且实例不可变（与元组一致）。

python
from collections import namedtuple

Point = namedtuple("Point", ["x", "y"])
p = Point(11, 22)
print(p.x, p.y, p[0])

输出：

text
11 22 11

复杂数据模型可逐步改用 dataclasses（标准库）；namedtuple 仍适合轻量、不可变记录。

deque：双端队列 ​

deque（double-ended queue）在两端添加、弹出均为近似 O(1)，适合滑动窗口、广度优先等；中间插入效率不如 list。

python
from collections import deque

d = deque([1, 2, 3])
d.append(4)
d.appendleft(0)
print(d)
print(d.pop(), d.popleft())
print(d)

输出：

text
deque([0, 1, 2, 3, 4])
4 0
deque([1, 2, 3])

ChainMap：多字典链式查找 ​

ChainMap 把多个映射串成一条查找链：从前到后找第一个存在的键，不合并成新字典，而是视图。

python
from collections import ChainMap

x = {1: "Engineering", 2: "Medical"}
y = {3: "Analytics", 4: "Python"}
z = ChainMap(x, y)

print(z[1], z[3])
print(list(z.keys()))

输出：

text
Engineering Analytics
[1, 2, 3, 4]

若多个子映射有相同键，返回最前面映射中的值。

小结 ​

类型用途概要
OrderedDict有序字典 + 重排/弹出端点等扩展
defaultdict缺键时自动生成默认值，常做分组
Counter频次统计、most_common
namedtuple命名字段的不可变元组
deque双端高效增删
ChainMap多层字典按顺序查找

模块中还有 UserDict / UserList / UserString 等，便于自定义容器时继承，需要时再查文档。

参考 ​