Python中的Counter模組怎麼使用

描述

專案	描述
#Python 解釋器	3.10. 6

Counter 模組

在 Python 的 collections 模組中，有一個很常用的模組就是 Counter。 Counter 是一個簡單的計數器，用於統計某些可哈希物件的數量。它以字典的形式儲存元素和它們的計數。

Counter() 類別

類別Counter() 能夠對傳入給該類別的參數依照某一規則進行計數，並將計數物件與計數結果作為鍵值對以字典的形式進行結果的傳回。

Counter(iterable=None, /, **kwds)

舉個栗子

from collections import Counter
# 返回一个空的 Counter 对象
cnt = Counter()
print(cnt)

# 将可迭代对象（字符串）作为参数
cnt = Counter('Hello World')
print(cnt)

# 将可迭代对象（列表）作为参数
cnt = Counter(['a', 'a', 'b', 'd', 'c', 'd'])
print(cnt)

# 使用可迭代对象（字典）作为参数
cnt = Counter({'a': 1, 'b': 2, 'd': 3, 'c': 2})
print(cnt)

# 使用关键字参数
cnt = Counter(a=1, b=2, d=3, c=2)
print(cnt)

執行效果

Counter()
Counter({' l': 3, 'o': 2, 'H': 1, 'e': 1, ' ': 1, 'W': 1, 'r': 1, 'd': 1})
Counter({'a': 2, 'd': 2, 'b': 1, 'c': 1})
Counter({'d': 3, 'b': 2, 'c': 2, 'a': 1})
Counter({'d': 3, 'b': 2, 'c': 2, 'a': 1})

##Counter () 物件

字典

由

Counter() 傳回的結果為一個字典，它擁有普通字典的大部分方法。在大多數情況下，你可以像操作字典一樣操作 Counter 物件。對此，請參考以下範例：

from collections import Counter
cnt = Counter('Hello World')
print(cnt)

# 输出 Counter 对象中的键值对列表
print(cnt.items())

# 移除 Counter 对象中的最后一个键值对
print(cnt.popitem())
print(cnt)

# 输出 Counter 中键 l 对应的值
print(cnt['l'])

執行結果

#Counter({'l': 3, 'o': 2, 'H' : 1, 'e': 1, ' ': 1, 'W': 1, 'r': 1, 'd': 1})

dict_items([('H', 1), ('e ', 1), ('l', 3), ('o', 2), (' ', 1), ('W', 1), ('r', 1), ('d', 1 )])
('d', 1)
Counter({'l': 3, 'o': 2, 'H': 1, 'e': 1, ' ': 1, 'W ': 1, 'r': 1})
3

有序性

Python 中的字典是無序的，

無序的 的意思並不是說字典中的鍵值對沒有順序，而是指字典中的鍵值對的順序是不可預測的。對此，請參考如下範例：

d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}
for key in d:
    print(key)

該範例的輸出結果可能是：

a

b
c

也可能是：

b

c
a

當然還有其他可能，這裡就不一一列舉了。

Python 官方對

Python 3.6 版本中的字典進行了最佳化，使其能夠記住鍵值對插入的順序。此後，字典顯得不那麼凌亂了（字典中的鍵值對的順序變得可以預測了）。

KeyError

在 Python 的內建字典中，若嘗試存取不存在的按鍵，Python 將拋出

KeyError 例外錯誤。對此，請參考如下範例：

d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
print(d)

# 尝试访问字典 d 中不存在的键
print(d['d'])

執行效果

Traceback (most recent call last):

  File "C:\main. py", line 5, in
    print(d['d'])
KeyError: 'd'
{'a': 1, 'b': 2, 'c' : 3}

同樣的場景。這次，我們讓 Counter 作為主角。

from collections import Counter
cnt = Counter({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3})
print(cnt)

# 尝试访问 Counter 中不存在的键
print(cnt['d'])

執行效果

存取Counter 物件中不存在的鍵時，並不會拋出

KeyError 異常，而是傳回預設計數值0。

Counter({'c': 3, 'b': 2, 'a': 1})

0

魔術方法__missing__

#__missing__() 是Python 中的一個特殊方法，用於處理透過鍵存取字典中的值時鍵不存在時的情況。
當我們使用字典的索引來存取不存在的鍵時，Python 將會呼叫特殊方法 __missing__() 來嘗試傳回一個合適的值。若未實作 __missing__() 方法，Python 將會拋出 KeyError 例外。對此，請參考如下範例：

# 创建一个字典对象，该对象继承自 Python 内置的 dict 对象
class MyDict(dict):
    def __missing__(self, key):
        return 0

# 实例化 MyDict() 对象
myDict = MyDict()
# 尝试访问 myDict 对象中不存在的键 a
print(myDict['a'])

執行效果

#0

update() 方法

Counter 物件與dict 物件同樣實作了update() 方法。使用 update() 方法能夠將作為參數的字典合併到呼叫該方法的 dict 物件中。不同的是，dict 物件的 update() 方法在遇到具有相同的鍵時，將會對該鍵對應的值執行 覆寫 操作。而 Counter 物件的 update() 方法在遇到具有相同的鍵時，將會對該鍵對應的值執行 疊加 操作。對此，請參考如下範例：

from collections import Counter
# Python 中内置的 dict 对象
d = dict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
print(d)

d.update({'a': 4})
print(d)

print()

# Counter 对象
cnt = Counter({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3})
print(cnt)

cnt.update({'a': 4})
print(cnt)

執行效果

#{'a': 1, 'b': 2, 'c': 3 }
{'a': 4, 'b': 2, 'c': 3}

Counter({'c': 3, 'b': 2, 'a': 1} )
Counter({'a': 5, 'c': 3, 'b': 2})

Counter 对象的常用方法

most_common()

most_common() 方法将返回一个列表，列表中的元素均为 Counter 对象中的键值对组成的元组。元组在列表中的顺序取决于计数值（键值对中的值）的大小。计数值更大的元组将位于列表的前端，计数值相等的元组将按照它们首次在列表中出现的顺序进行排列（先出现的元组将更靠近列表的前端）。
most_common() 默认将使用 Counter 对象中所有的键值对组成的元组作为返回列表中的元素。你可以通过向该方法提供一个数值，该数值将指定放回的列表中的元素的数量。

举个栗子

from collections import Counter
cnt = Counter({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3})
print(cnt)

print()

print(cnt.most_common())
# 返回由 Counter 中计数值最大的两个
# 键值对构成的元组所组成的列表
print(cnt.most_common(2))
# 返回由 Counter 中计数值最大的
# 键值对构成的元组所组成的列表
print(cnt.most_common(1))

执行效果

Counter({'c': 3, 'b': 2, 'a': 1})

[('c', 3), ('b', 2), ('a', 1)]
[('c', 3), ('b', 2)]
[('c', 3)]

elements()

elements() 方法将返回一个以 Counter 对象中的键为元素的迭代器，其中每个元素将重复出现计数值所指定的次数。

迭代器中的元素将存在如下特点：

• 元素将会按照其首次添加到 Counter 对象中的顺序进行返回。

• 某个键对应的计数值小于一，那么该键将不会作为元素出现在 element() 方法返回的迭代器中。

举个栗子

from collections import Counter
cnt = Counter({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': -4})
print(cnt)

print()

print(list(cnt.elements()))

执行效果

Counter({'c': 3, 'b': 2, 'a': 1, 'd': -4})

['a', 'b', 'b', 'c', 'c', 'c']

total()

total() 方法将返回 Counter 对象中，所有计数值累加后得到的结果。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter
cnt = Counter({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': -4})
cnt1 = Counter('Hello World')
print(cnt.total())
print(cnt1.total())

执行效果

2
11

subtract()

该方法的效果与 Counter 对象的 update() 方法类似。如果说 update() 方法执行的是 加 操作，那么 subtract() 方法执行的则是 减 操作。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter
cnt = Counter({'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': -4})

cnt.subtract({'a': 0, 'b': 1, 'd': -11})
print(cnt)

执行效果

Counter({'d': 7, 'c': 3, 'a': 1, 'b': 1})

Counter 对象间的运算

注：

本部分内容中讲解到的运算符仅能在 Python 3.3 及以后版本中正常使用。

加法运算

在 Python 的 Counter 模块中，两个 Counter 对象可以相加，相加后将返回一个新的 Counter 对象，其中每个元素的计数是两个原始 Counter 对象中该元素计数的总和。可以通过使用加法运算符来执行此操作。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter

cnt = Counter('Hello')
cnt1 = Counter('World')

print(cnt)
print(cnt1)
print(cnt + cnt1)

执行效果

Counter({'l': 2, 'H': 1, 'e': 1, 'o': 1})
Counter({'W': 1, 'o': 1, 'r': 1, 'l': 1, 'd': 1})
Counter({'l': 3, 'o': 2, 'H': 1, 'e': 1, 'W': 1, 'r': 1, 'd': 1})

注：

在 Counter 对象间的运算过程中，对于 Counter 中不存在的键，其计数值为零。

减法运算

在 Python 的 Counter 模块中，可以使用减法运算符来对两个 Counter 对象进行减法运算，即将左侧 Counter 对象中的计数器值减去右侧 Counter 对象中相同键的计数器值，最后返回一个新的 Counter 对象。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter

cnt = Counter('cook')
cnt1 = Counter('coder')

print(cnt)
print(cnt1)
print(cnt - cnt1)

执行效果

Counter({'o': 2, 'c': 1, 'k': 1})
Counter({'c': 1, 'o': 1, 'd': 1, 'e': 1, 'r': 1})
Counter({'o': 1, 'k': 1})

注：

在 Counter 对象间的运算过程中，对于 Counter 中不存在的键，其计数值为零。

并集运算

Counter 对象之间的并集运算是指两个 Counter 对象按照键的并集进行运算，返回的结果是一个新的 Counter 对象，其中包含的键和值均为 原始 Counter 对象中存在的键及其对应的最大值。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter

cnt = Counter('Hello')
cnt1 = Counter('World')

print(cnt)
print(cnt1)
print(cnt | cnt1)

执行效果

Counter({'l': 2, 'H': 1, 'e': 1, 'o': 1})
Counter({'W': 1, 'o': 1, 'r': 1, 'l': 1, 'd': 1})
Counter({'l': 2, 'H': 1, 'e': 1, 'o': 1, 'W': 1, 'r': 1, 'd': 1})

交集运算

Counter 对象之间的交集运算是指两个 Counter 对象按照键的交集进行运算，返回的结果是一个新的 Counter 对象，其中包含的键和值均为 原始 Counter 对象中共同拥有的键及其对应的最小值。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter

cnt = Counter('Hello')
cnt1 = Counter('World')

print(cnt)
print(cnt1)
print(cnt & cnt1)

执行效果

Counter({'l': 2, 'H': 1, 'e': 1, 'o': 1})
Counter({'W': 1, 'o': 1, 'r': 1, 'l': 1, 'd': 1})
Counter({'l': 1, 'o': 1})

单目运算

单目运算指的是表达式中存在单目运算符的运算操作。存在两种单目运算符，即单目减法运算符与单目加法运算符。无论是单目减法运算符还是单目加法运算符，它们的操作对象均为 Counter 对象中的计数值。
在对 Counter 对象进行单目运算后，将返回一个由大于零的计数值相关的键值对组成的 Counter 对象。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter

cnt = Counter({'a': 4, 'b': 3, 'd': 0, 'c': -5})
print(+cnt)
print(-cnt)

执行效果

Counter({'a': 4, 'b': 3})
Counter({'c': 5})

Counter 对象间的比较

从 Python 3.10 版本开始，Counter 对象间开始支持常见的比较运算符，这些运算符有：

• >

• >=

• ==

• !=

这里以 > 及 == 为例进行讲解。

>

当 > 的左侧的 Counter 对象的键对应的计数值均大于该符号右侧的 Counter 对象中相同的键（对于 Counter 中不存在的键，其计数值为零）对应的计数值时，比较结果为 True。否则为 False。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter

cnt = Counter({'a': 4, 'b': 3, 'd': 7, 'c': 5})
cnt1 = Counter({'c': 3, 'd': 2, 'b': 6, 'a': 4})
cnt2 = Counter({'c': 4, 'd': 6, 'b': 2, 'a': 3})

print(cnt > cnt1)
print(cnt > cnt2)

执行效果

False
True

==

当 == 的左侧的 Counter 对象的键对应的计数值均等于该符号右侧的 Counter 对象中相同的键（对于 Counter 中不存在的键，其计数值为零）对应的计数值时，比较结果为 True。否则为 False。对此，请参考如下示例：

from collections import Counter

cnt = Counter({'a': 3, 'b': 2, 'd': 6, 'c': 4})
cnt1 = Counter({'c': 3, 'd': 2, 'b': 6, 'a': 4})
cnt2 = Counter({'c': 4, 'd': 6, 'b': 2, 'a': 3})

print(cnt == cnt1)
print(cnt == cnt2)

执行效果

False
True

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