数据结构和算法-6-字典中的键映射多个值

问题描述

怎样实现一个键对应多个值的字典（也叫 multidict）？

解决方案

我们都知道一个字典就是一个键对应一个单值的映射。

如：{"one":1}

可如果我们想要让一个键映射多个值，那么就需要将这多个值放到另外的容器（列表或集合）中。

如：{"one":[1,2,3,4]}

选择使用列表还是集合取决于你的实际需求。

如果你想保持元素的插入顺序就应该使用列表。
如果想去掉重复元素就使用集合（并且不关心元素的顺序）。

使用 defaultdict

我们可以很方便的使用 collections 模块中的 defaultdict 来构造这样的字典。

defaultdict 的一个特征是它会自动初始化每个 key 刚开始对应的值，所以我们只需要关注添加元素操作就行了。

比如：

from collections import defaultdict


def test_multidict_use_defaultdict():
    """使用defaultdict创建多值字典"""
    # 用列表来存储多个值，会保持元素的插入顺序，且不会去掉重复的元素
    d = defaultdict(list)

    # 向「键」中加入多个值
    d['name'].append("张三")
    d['name'].append("李四")
    d['name'].append("王二")
    d['name'].append("王二")
    d['age'].append(20)

    assert d.get('name') == ['张三', '李四', '王二', '王二']
    assert d.get('age') == [20]

    # 用集合来存储多个值，会去掉重复的元素，且不关心元素顺序
    d2 = defaultdict(set)

    d2['name'].add("张三")
    d2['name'].add("李四")
    d2['name'].add("王二")
    d2['name'].add("王二")
    d2['name'].add("王二")
    d2['name'].add("王二")
    d2['age'].add(20)

    assert d2.get('name') == {'李四', '张三', '王二'}
    assert d2.get('age') == {20}

需要注意的是， defaultdict 会自动为将要访问的键（就算目前字典中并不存在这样的键）创建映射实体。

如果我们不需要这样的特性，可以在一个普通的字典上使用 setdefault() 方法来代替。

使用 setdefault

使用setdefault创建多值字典，比如：

def test_multidict_use_setdefault():
    """使用setdefault创建多值字典"""

    d = {}  # 一个普通的字典
    d.setdefault('a', []).append(1) # 每次都要创建一个新的初始值实例
    d.setdefault('a', []).append(2)
    d.setdefault('b', []).append(4)

    assert d.get('a') == [1, 2]
    assert d.get('b') == [4]

但是很多程序员觉得 setdefault() 用起来有点别扭。因为每次调用都得创建一个新的初始值的实例（例子程序中的空列表 [] ）。

自已动手

一般来讲，创建一个多值映射字典是很简单的。

但是，如果你选择自己实现的话，那么对于值的初始化可能会有点麻烦。

你可能会像下面这样来实现：

d = {}
for key, value in pairs:
    if key not in d:
        d[key] = []
    d[key].append(value)

如果使用 defaultdict 的话代码就更加简洁了：

1
2
3

d = defaultdict(list)
for key, value in pairs:
    d[key].append(value)