Python中的默認字典：優化字典操作的利器

字典是Python中非常常用的數據結構，它可以非常快速地進行鍵值對的查找，但是當我們在向字典中添加元素時，會遇到鍵不存在的情況。這就導致了一些問題，需要我們不斷地檢測鍵是否存在，才能安心地進行操作。Python標準庫中的默認字典就是為了解決這個問題而出現的。

一、默認字典的概述

默認字典是Python標準庫collections中的一種數據類型，它繼承自字典，與普通字典主要的區別在於：當我們訪問一個不存在的鍵時，默認字典會給該鍵設置一個默認值，並返回該默認值。

from collections import defaultdict

dd = defaultdict(list)

print(dd['key1'])  # 輸出 []

dd['key1'].append('value1')

print(dd['key1'])  # 輸出 ['value1']

在上面的例子中，我們創建了一個默認字典dd，它的默認值是一個空列表。因為字典中沒有key1這個鍵，當我們調用print(dd[‘key1’])時，會返回一個空列表[]，然後我們以普通字典的方式向該鍵添加了一個值’value1’，再次調用print(dd[‘key1’])時，它將返回[‘value1’]。

二、默認工廠函數

在創建默認字典對象時，我們需要指定一個默認工廠函數，它會在訪問一個不存在的鍵時被調用，並返回一個默認值。默認字典提供了4個內置的工廠函數，它們分別是：int、float、list和dict。

1、int：返回整數0。

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

2、float：返回浮點數0.0。

dic = defaultdict(float)
print(dic['a'])  # 輸出 0.0

3、list：返回空列表[]。

dic = defaultdict(list)
print(dic['a'])  # 輸出 []

4、dict：返回空字典{}。

dic = defaultdict(dict)
print(dic['a'])  # 輸出 {}

三、自定義工廠函數

除了內置的工廠函數，我們還可以通過自定義工廠函數來指定默認值。自定義工廠函數需要返回一個默認值，可以是任何數據類型。我們可以通過在創建默認字典時，傳入一個函數來作為工廠函數。

def default_value():
    return 'default value'

dic = defaultdict(default_value)
print(dic['a'])  # 輸出 default value

當我們向默認字典中訪問一個鍵時，如果該鍵不存在，則默認工廠函數會被調用，並返回其返回值。在這個例子中，我們定義了一個自定義工廠函數default_value，它返回一個字符串”default value”。然後我們創建了一個字典dic，使用default_value作為該字典的默認工廠函數。因為字典中不存在鍵’a’，所以當我們調用print(dic[‘a’])時，會返回”default value”。

四、小結

默認字典是一個很實用的Python標準庫數據類型，它可以大大簡化字典操作中的代碼，避免了我們不斷地檢測鍵是否存在的問題。同時，Python的默認字典還提供了多種內置的工廠函數，可以方便地創建不同類型的默認字典對象。如果我們需要更多自定義的值作為默認值，可以通過自定義工廠函數來實現。使用默認字典可以使我們的代碼更加簡潔和高效。