在Python中有一些内置的数据类型，比如int, str, list, tuple, dict等。Python的collections模块在这些内置数据类型的基础上，提供了几个额外的数据类型：namedtuple, defaultdict, deque, Counter, OrderedDict等，其中defaultdict和namedtuple是两个很实用的扩展类型。defaultdict继承自dict，namedtuple继承自tuple。
一、defaultdict
1. 简介
在使用Python原生的数据结构dict的时候，如果用d[key]这样的方式访问，当指定的key不存在时，是会抛出KeyError异常的。但是，如果使用defaultdict，只要你传入一个默认的工厂方法，那么请求一个不存在的key时， 便会调用这个工厂方法使用其结果来作为这个key的默认值。
defaultdict在使用的时候需要传一个工厂函数(function_factory)，defaultdict(function_factory)会构建一个类似dict的对象，该对象具有默认值，默认值通过调用工厂函数生成。
2. 示例
下面给一个defaultdict的使用示例：
In [1]: from collections import defaultdict In [2]: s = [(\'xiaoming\', 99), (\'wu\', 69), (\'zhangsan\', 80), (\'lisi\', 96), (\'wu\', 100), (\'yuan\', 98), (\'xiaoming\', 89)] In [3]: d = defaultdict(list) In [4]: for k, v in s: ...: d[k].append(v) ...: In [5]: d Out[5]: defaultdict(, {\'lisi\': [96], \'xiaoming\': [99, 89], \'yuan\': [98], \'zhangsan\': [80], \'wu\': [69, 100]}) In [6]: for k, v in d.items(): ...: print \'%s: %s\' % (k, v) ...: lisi: [96] xiaoming: [99, 89] yuan: [98] zhangsan: [80] wu: [69, 100]
对Python比较熟悉的同学可以发现defaultdict(list)的用法和dict.setdefault(key, [])比较类似，上述代码使用setdefault实现如下：
s = [(\'xiaoming\', 99), (\'wu\', 69), (\'zhangsan\', 80), (\'lisi\', 96), (\'wu\', 100), (\'yuan\', 98), (\'xiaoming\', 89)]
d = {}
for k, v in s:
d.setdefault(k, []).append(v)
3. 原理
从以上的例子中，我们可以基本了defaultdict的用法，下面我们可以通过help(defaultdict)了解一下defaultdict的原理。通过Python console打印出的help信息来看，我们可以发现defaultdict具有默认值主要是通过__missing__方法实现的，如果工厂函数不为None，则通过工厂方法返回默认值，具体如下：
def __missing__(self, key):
# Called by __getitem__ for missing key
if self.default_factory is None:
raise KeyError((key,))
self[key] = value = self.default_factory()
return value
从上面的说明中，我们可以发现一下几个需要注意的地方：
a). __missing__方法是在调用__getitem__方法发现KEY不存在时才调用的，所以，defaultdict也只会在使用d[key]或者d.__getitem__(key)的时候才会生成默认值；如果使用d.get(key)是不会返回默认值的，会出现KeyError；
b). defaultdict主要是通过__missing__方法实现，所以，我们也可以通过实现该方法来生成自己的defaultdict，代码入下：
In [1]: class MyDefaultDict(dict):
...: def __missing__(self, key):
...: self[key] = \'default\'
...: return \'default\'
...:
In [2]: my_default_dict = MyDefaultDict()
In [3]: my_default_dict
Out[3]: {}
In [4]: print my_default_dict[\'test\']
default
In [5]: my_default_dict
Out[5]: {\'test\': \'default\'}
4. 版本
defaultdict是在Python 2.5之后才加入的功能，在旧版本的Python中是不支持这个功能的，不过，知道了它的原理，我们可以自己实现一个defaultdict。
# http://code.activestate.com/recipes/523034/
try:
from collections import defaultdict
except:
class defaultdict(dict):
def __init__(self, default_factory=None, *a, **kw):
if (default_factory is not None and
not hasattr(default_factory, \'__call__\')):
raise TypeError(\'first argument must be callable\')
dict.__init__(self, *a, **kw)
self.default_factory = default_factory
def __getitem__(self, key):
try:
return dict.__getitem__(self, key)
except KeyError:
return self.__missing__(key)
def __missing__(self, key):
if self.default_factory is None:
raise KeyError(key)
self[key] = value = self.default_factory()
return value
def __reduce__(self):
if self.default_factory is None:
args = tuple()
else:
args = self.default_factory,
return type(self), args, None, None, self.items()
def copy(self):
return self.__copy__()
def __copy__(self):
return type(self)(self.default_factory, self)
def __deepcopy__(self, memo):
import copy
return type(self)(self.default_factory, copy.deepcopy(self.items()))
def __repr__(self):
return \'defaultdict(%s, %s)\' % (self.default_factory, dict.__repr__(self))
二、namedtuple
namedtuple主要用来产生可以使用名称来访问元素的数据对象，通常用来增强代码的可读性，在访问一些tuple类型的数据时尤其好用。其实，在大部分时候你应该使用namedtuple替代tuple，这样可以让你的代码更容易读懂，更加pythonic。举个例子：
from collections import namedtuple # 变量名和namedtuple中的第一个参数一般保持一致，但也可以不一样 Student = namedtuple(\'Student\', \'id name score\') # 或者 Student = namedtuple(\'Student\', [\'id\', \'name\', \'score\']) students = [(1, \'Wu\', 90), (2, \'Xing\', 89), (3, \'Yuan\', 98), (4, \'Wang\', 95)] for s in students: stu = Student._make(s) print stu # Output: # Student(id=1, name=\'Wu\', score=90) # Student(id=2, name=\'Xing\', score=89) # Student(id=3, name=\'Yuan\', score=98) # Student(id=4, name=\'Wang\', score=95)
在上面的例子中，Student就是一个namedtuple，它和tuple的使用方法一样，可以通过index直接取，而且是只读的。这种方式比tuple容易理解多了，可以很清楚的知道每个值代表的含义。