Question

映射类型的方法其实很丰富。表 3-1 为我们展示了 dict、defaultdict 和 OrderedDict 的常见方法，后面两个数据类型是 dict 的变种，位于 collections 模块内。

表3-1：dict、collections.defaultdict和collections.OrderedDict这三种映射类型的方法列表（依然省略了继承自object的常见方法）；可选参数以[...]表示

	dict	defaultdict	OrderedDict
d.clear()	•	•	•	移除所有元素
d.__contains__(k)	•	•	•	检查 k 是否在 d 中
d.copy()	•	•	•	浅复制
d.__copy__()		•		用于支持 copy.copy
d.default_factory		•		在 __missing__ 函数中被调用的函数，用以给未找到的元素设置值*
d.__delitem__(k)	•	•	•	del d[k]，移除键为 k 的元素
d.fromkeys(it, [initial])	•	•	•	将迭代器 it 里的元素设置为映射里的键，如果有 initial 参数，就把它作为这些键对应的值（默认是 None）
d.get(k, [default])	•	•	•	返回键 k 对应的值，如果字典里没有键 k，则返回 None 或者 default
d.__getitem__(k)	•	•	•	让字典 d 能用 d[k] 的形式返回键 k 对应的值
d.items()	•	•	•	返回 d 里所有的键值对
d.__iter__()	•	•	•	获取键的迭代器
d.keys()	•	•	•	获取所有的键
d.__len__()	•	•	•	可以用 len(d) 的形式得到字典里键值对的数量
d.__missing__(k)		•		当 __getitem__ 找不到对应键的时候，这个方法会被调用
d.move_to_end(k, [last])			•	把键为 k 的元素移动到最靠前或者最靠后的位置（last 的默认值是 True）
d.pop(k, [defaul]	•	•	•	返回键 k 所对应的值，然后移除这个键值对。如果没有这个键，返回 None 或者 defaul
d.popitem()	•	•	•	随机返回一个键值对并从字典里移除它#
d.__reversed__()			•	返回倒序的键的迭代器
d.setdefault(k, [default])	•	•	•	若字典里有键k，则直接返回k所对应的值；若无，则让 d[k] = default，然后返回 default
d.__setitem__(k, v)	•	•	•	实现 d[k] = v 操作，把 k 对应的值设为v
d.update(m, [**kargs])	•	•	•	m 可以是映射或者键值对迭代器，用来更新 d 里对应的条目
d.values()	•	•	•	返回字典里的所有值

^* default_factory ^{并不是一个方法，而是一个可调用对象（callable），它的值在} defaultdict ^{初始化的时候由用户设定。}

^# OrderedDict.popitem() ^{会移除字典里最先插入的元素（先进先出）；同时这个方法还有一个可选的} last ^{参数，若为真，则会移除最后插入的元素（后进先出）。}

上面的表格中，update 方法处理参数 m 的方式，是典型的“鸭子类型”。函数首先检查 m 是否有 keys 方法，如果有，那么 update 函数就把它当作映射对象来处理。否则，函数会退一步，转而把 m 当作包含了键值对 (key, value) 元素的迭代器。Python 里大多数映射类型的构造方法都采用了类似的逻辑，因此你既可以用一个映射对象来新建一个映射对象，也可以用包含 (key, value) 元素的可迭代对象来初始化一个映射对象。

在映射对象的方法里，setdefault 可能是比较微妙的一个。我们虽然并不会每次都用它，但是一旦它发挥作用，就可以节省不少次键查询，从而让程序更高效。如果你对它还不熟悉，下面我会通过一个实例来讲解它的用法。

用setdefault处理找不到的键

当字典 d[k] 不能找到正确的键的时候，Python 会抛出异常，这个行为符合 Python 所信奉的“快速失败”哲学。也许每个 Python 程序员都知道可以用 d.get(k, default) 来代替 d[k]，给找不到的键一个默认的返回值（这比处理 KeyError 要方便不少）。但是要更新某个键对应的值的时候，不管使用 __getitem__ 还是 get 都会不自然，而且效率低。就像示例 3-2 中的还没有经过优化的代码所显示的那样，dict.get 并不是处理找不到的键的最好方法。

示例 3-2 是由 Alex Martelli 举的一个例子 2 变化而来，例子生成的索引跟示例 3-3 显示的一样。

2示例代码出现在 Martelli 的演讲“Re-learning python”中（第 41 张幻灯片），他的代码被我放在了示例 3-4 中，代码很好地展示了 dict.setdefault 的用法。

示例 3-2　index0.py 这段程序从索引中获取单词出现的频率信息，并把它们写进对应的列表里（更好的解决方案在示例 3-4 中）

"""创建一个从单词到其出现情况的映射"""

import sys
import re

WORD_RE = re.compile(r'\w+')

index = {}
with open(sys.argv[1], encoding='utf-8') as fp:
  for line_no, line in enumerate(fp, 1):
    for match in WORD_RE.finditer(line):
      word = match.group()
      column_no = match.start()+1
      location = (line_no, column_no)
      # 这其实是一种很不好的实现，这样写只是为了证明论点
      occurrences = index.get(word, [])  ➊
      occurrences.append(location)     ➋
      index[word] = occurrences      ➌
      # 以字母顺序打印出结果
for word in sorted(index, key=str.upper):    ➍
  print(word, index[word])

❶ 提取 word 出现的情况，如果还没有它的记录，返回 []。

❷ 把单词新出现的位置添加到列表的后面。

❸ 把新的列表放回字典中，这又牵扯到一次查询操作。

❹ sorted 函数的 key= 参数没有调用 str.upper，而是把这个方法的引用传递给 sorted 函数，这样在排序的时候，单词会被规范成统一格式。3

3这是将方法用作一等函数的一个示例，第 5 章会谈到这一点。

示例 3-3　这里是示例3-2 的不完全输出，每一行的列表都代表一个单词的出现情况，列表中的元素是一对值，第一个值表示出现的行，第二个表示出现的列

$ python3 index0.py ../../data/zen.txt
a [(19, 48), (20, 53)]
Although [(11, 1), (16, 1), (18, 1)]
ambiguity [(14, 16)]
and [(15, 23)]
are [(21, 12)]
aren [(10, 15)]
at [(16, 38)]
bad [(19, 50)]
be [(15, 14), (16, 27), (20, 50)]
beats [(11, 23)]
Beautiful [(3, 1)]
better [(3, 14), (4, 13), (5, 11), (6, 12), (7, 9), (8, 11),
(17, 8), (18, 25)]
...

示例 3-2 里处理单词出现情况的三行，通过 dict.setdefault 可以只用一行解决。示例 3-4 更接近 Alex Martelli 自己举的例子。

示例 3-4　index.py 用一行就解决了获取和更新单词的出现情况列表，当然跟示例 3-2 不一样的是，这里用到了 dict.setdefault

"""创建从一个单词到其出现情况的映射"""

import sys
import re

WORD_RE = re.compile(r'\w+')

index = {}
with open(sys.argv[1], encoding='utf-8') as fp:
  for line_no, line in enumerate(fp, 1):
    for match in WORD_RE.finditer(line):
      word = match.group()
      column_no = match.start()+1
      location = (line_no, column_no)
      index.setdefault(word, []).append(location)  ➊

# 以字母顺序打印出结果
for word in sorted(index, key=str.upper):
  print(word, index[word])

➊ 获取单词的出现情况列表，如果单词不存在，把单词和一个空列表放进映射，然后返回这个空列表，这样就能在不进行第二次查找的情况下更新列表了。

也就是说，这样写：

my_dict.setdefault(key, []).append(new_value)

跟这样写：

if key not in my_dict:
  my_dict[key] = []
my_dict[key].append(new_value)

二者的效果是一样的，只不过后者至少要进行两次键查询——如果键不存在的话，就是三次，用 setdefault 只需要一次就可以完成整个操作。

那么，在单纯地查找取值（而不是通过查找来插入新值）的时候，该怎么处理找不到的键呢？