У цій статті ви ознайомитеся з тим, як застосовувати defaultdict з модуля колекцій Python для покращення обробки помилок KeyError під час роботи зі словниками.
У Python словник є ефективною вбудованою структурою даних, що зберігає інформацію у вигляді пар ключ-значення. Ключі використовуються для доступу до відповідних значень у словнику.
Проте, якщо у вашому коді Python є кілька словників, які змінюються в процесі виконання, ви часто можете натрапити на помилки KeyError. Існує декілька способів їх уникнення.
У цьому матеріалі ви дізнаєтеся:
- Що таке KeyError та чому вони виникають.
- Як обробляти помилки KeyError.
- Як використовувати defaultdict у Python, який є підкласом, що наслідує вбудований клас dict, для більш ефективної обробки відсутніх ключів.
Розпочнімо!
Що таке помилки KeyError в Python?
При створенні словника в Python необхідно враховувати наступне:
- Ключі повинні бути унікальними, тобто не повинно бути повторень.
- При використанні існуючого ітератора як ключів словника, краще використовувати незмінні колекції, наприклад, кортеж.
Отже, ключ вважається дійсним тільки за умови його наявності у словнику, інакше виникає KeyError.
Розгляньмо словник `books_authors`, де ключами є назви книг, а значеннями – імена їх авторів.
Ви можете працювати з кодом паралельно з цим посібником в Python REPL.
books_authors = {
'Deep Work':'Cal Newport',
'Hyperfocus':'Chris Bailey',
'Pivot':'Jenny Blake',
'The Happiness Equation':'Neil Pasricha'
}
Ви можете скористатися ключем (назвою книги), щоб отримати ім’я автора.
books_authors['Hyperfocus'] 'Chris Bailey'
Для доступу до всіх пар ключ-значення у словнику, викличте метод `items()` для об’єкта словника:
for book,author in books_authors.items():
print(f"'{book}' by {author}")
'Deep Work' by Cal Newport 'Hyperfocus' by Chris Bailey 'Pivot' by Jenny Blake 'The Happiness Equation' by Neil Pasricha
При спробі отримати доступ до значення ключа, відсутнього у словнику, інтерпретатор Python згенерує помилку KeyError. KeyError виникає, коли намагаємося отримати доступ до значень за неіснуючими ключами, такими як “Grit” та “non-existent key”.
books_authors['Grit']
--------------------------------------------------------------------------- KeyError Traceback (most recent call last) <ipython-input-6-e1a4486f5ced> in <module> ----> 1 books_authors['Grit'] KeyError: 'Grit'
books_authors['non-existent-key']
--------------------------------------------------------------------------- KeyError Traceback (most recent call last) <ipython-input-7-a3efd56f69e5> in <module> ----> 1 books_authors['non-existent-key'] KeyError: 'non-existent-key'
Як же обробляти помилки KeyError у Python?
Існує кілька способів, які ми розглянемо у наступному розділі.
Як обробляти KeyError у Python
Розглянемо способи обробки KeyError за допомогою:
- Умовних операторів if-else.
- Блоків try-except.
- Методу словника `.get()`.
#1. Використання умовних операторів If-Else
Найпростішим способом обробки KeyErrors у Python є використання умовних операторів if-else.
Загальний синтаксис операторів if-else у Python:
if condition:
# виконується цей код
else:
# виконується інший код
- Якщо умова має значення True, виконуються оператори в блоці `if`.
- Якщо умова має значення False, виконуються оператори в блоці `else`.
У цьому прикладі умовою є перевірка наявності ключа у словнику.
Якщо ключ присутній, оператор `in` поверне True, виконається блок `if`, і виведеться відповідне значення.
key = 'The Happiness Equation'
if key in books_authors:
print(books_authors[key])
else:
print('Вибачте, такий ключ не існує!')
# Вивід
# Neil Pasricha
Якщо ключ відсутній у словнику, оператор `in` поверне False, і виконається блок `else`, виводячи повідомлення про відсутність ключа.
key = 'non-existent-key'
if key in books_authors:
print(books_authors[key])
else:
print('Вибачте, такий ключ не існує!')
# Вивід
# Вибачте, такий ключ не існує!
#2. Використання операторів Try-Except
Іншим поширеним способом обробки KeyError є використання операторів try-except у Python.
Розгляньте наступний блок коду:
key = 'non-existent-key'
try:
print(books_authors[key])
except KeyError:
print('Вибачте, такий ключ не існує!')
- Блок `try` намагається отримати значення, відповідне заданому ключу.
- Якщо ключ відсутній, інтерпретатор згенерує KeyError, який буде оброблено як виняток у блоці `except`.
#3. Використання методу `.get()`
У Python для обробки відсутніх ключів можна використовувати вбудований метод словника `.get()`.
Загальний синтаксис використання методу `get()`: `dict.get(key, default_value)`, де `dict` – це дійсний об’єкт словника у Python.
– Якщо ключ присутній у словнику, метод `get()` повертає відповідне значення.
– Інакше повертається значення за замовчуванням.
У цьому прикладі ключі є списком ключів, значення яких ми хочемо отримати. Ми перебираємо список ключів для отримання відповідних значень зі словника `books_authors`.
Тут ми використали метод `.get()` зі значенням за замовчуванням “Не існує”.
keys = ['Grit','Hyperfocus','Make Time','Deep Work'] for key in keys: print(books_authors.get(key,'Не існує'))
У наведеному вище коді:
- Для ключів, що присутні у словнику `books_authors`, метод `.get()` повертає відповідні значення.
- Коли ключ не існує, як у випадках “Grit” і “Make Time”, метод `.get()` повертає значення за замовчуванням “Не існує”.
# Вивід Не існує Chris Bailey Не існує Cal Newport
Всі вищенаведені методи допомагають нам у вирішенні помилок, пов’язаних з ключами. Однак, вони є досить об’ємними і вимагають від нас явного оброблення відсутніх ключів. Цей процес можна спростити, використовуючи `defaultdict` замість звичайного словника.
Defaultdict у Python
`defaultdict` є підкласом класу словника (`dict`). Він успадковує поведінку звичайного словника Python. Крім того, він має вбудовану підтримку для обробки відсутніх ключів.
`defaultdict` – це контейнерний тип даних, вбудований у стандартну бібліотеку Python, розташований в модулі `collections`.
Тому необхідно імпортувати його у своє робоче середовище:
from collections import defaultdict
Ось загальний синтаксис використання `defaultdict`:
defaultdict(default_factory)
Ви можете вказати виклик, такий як `int`, `float`, або `list`, як атрибут `default_factory`. Якщо не вказати значення для `default_factory`, то за замовчуванням його значення буде `None`.
Якщо ключ, який ви шукаєте, відсутній, спрацьовує метод `__missing__()`, що повертає значення за замовчуванням з `default_factory`. Потім це значення за замовчуванням повертається.
Підсумовуючи:
- У Python `defaultdict` повертає значення за замовчуванням, якщо ключ відсутній.
- Він також додає цю пару ключ-значення за замовчуванням до словника, який потім можна змінити.
Приклади Python Defaultdict
Розглянемо декілька прикладів, щоб зрозуміти, як працює `defaultdict` у Python.
Defaultdict у Python з цілим значенням за замовчуванням
Спочатку імпортуйте `defaultdict` з модуля `collections`.
from collections import defaultdict import random
Створимо словник цін за замовчуванням.
prices = defaultdict(int)
Тепер заповнимо словник `prices`, використовуючи елементи списку фруктів як ключі. Значення будуть обрані випадково зі списку `price_list`.
price_list = [10,23,12,19,5] fruits = ['apple','strawberry','pomegranate','blueberry'] for fruit in fruits: prices[fruit] = random.choice(price_list)
Поглянемо на пари ключ-значення у словнику `prices` типу `defaultdict`.
print(prices.items())
dict_items([('apple', 12), ('blueberry', 19), ('pomegranate', 5), ('strawberry', 10)])
Аналогічно звичайному словнику Python, ви можете отримати доступ до значень ціни в `defaultdict`, використовуючи ключі:
prices['apple'] # 23
Тепер спробуємо отримати доступ до ціни фрукта, якого немає, наприклад, “апельсина”. Бачимо, що він повертає значення за замовчуванням нуль.
prices['orange'] # 0
Якщо вивести словник на екран, побачимо, що додано новий ключ “orange” зі стандартним цілим значенням нуль.
print(prices.items())
dict_items([('apple', 12), ('blueberry', 19), ('pomegranate', 5), ('strawberry', 10), ('orange', 0)])
Defaultdict у Python зі списком як значенням за замовчуванням
Створимо `students_majors` як `defaultdict` списків. Назви спеціальностей будуть ключами. А значеннями будуть списки студентів, що вивчають кожну спеціальність, наприклад, математику, економіку, інформатику тощо.
from collections import defaultdict students_majors = defaultdict(list)
При спробі отримати доступ до списку студентів, що відповідає спеціальності “Економіка”, `defaultdict` поверне порожній список, і KeyError не виникне!
students_majors['Economics'] # []
Тепер у нас є порожній список, пов’язаний зі спеціальністю “Економіка”. Ми можемо додавати елементи до цього списку за допомогою методу списку `.append()`.
students_majors['Economics'].append('Alex')
У словнику `students_majors` за замовчуванням створено запис для “Economics”.
print(students_majors)
defaultdict(<class 'list'>, {'Economics': ['Alex']})
Ви можете додати ще студентів до списку, що відповідає спеціальності “Економіка”, додати нову спеціальність і багато іншого!
students_majors['Economics'].append('Bob')
students_majors['Math'].append('Laura')
print(students_majors)
defaultdict(<class 'list'>, {'Economics': ['Alex', 'Bob'], 'Math': ['Laura']})
Висновок
Сподіваюся, ця стаття допомогла вам зрозуміти, як і коли використовувати `defaultdict` у Python. Після виконання прикладів коду, наведених у цьому матеріалі, ви можете використовувати `defaultdict` як бажану структуру даних у своїх проєктах, коли це потрібно.
Ось підсумок того, що ви дізналися у цій статті.
- Працюючи зі словником Python, ви часто стикаєтеся з помилками KeyError.
- Для обробки таких KeyError можна використовувати кілька явних методів. Ви можете використовувати умовні оператори, блоки try-except або метод `.get()`. Але тип даних `defaultdict` з модуля `collections` може значно спростити обробку KeyError.
- Ви можете використовувати `defaultdict(default_factory)`, де `default_factory` є дійсним викликом.
- Якщо ключ відсутній у `defaultdict`, значення за замовчуванням (отримане з `default_factory`) та ключ додаються до `defaultdict`.
Далі ви можете ознайомитися з навчальним посібником про функцію `map` у Python.