Python字典进阶：setdefault技巧让你的代码更优雅，用setdefault优化你的Python数据处理流程

一、什么是setdefault

Python中的setdefault方法是字典（dict）类型的一个非常实用的方法，它允许开发者在尝试访问字典中不存在的键时，自动为该键设置一个默认值，并返回这个默认值。

二、setdefault

基本功能

setdefault方法的基本功能是：在字典中查找指定的键，如果该键存在，则返回其对应的值；如果该键不存在，则在字典中插入该键，并将其值设置为指定的默认值，然后返回这个默认值。

语法

dict.setdefault(key, default=None)

• key：要查找或添加的键。
• default：可选参数，当键不存在于字典中时返回的默认值。如果未提供，则默认为None。

返回值

• 如果key在字典中，则返回key对应的值。
• 如果key不在字典中，则插入key并将其值设为default，然后返回default。

工作原理

1. 查找键：首先，setdefault方法会在字典中查找指定的key。
2. 存在性检查：
   • 如果key存在，则直接返回该key对应的值。
   • 如果key不存在，则执行下一步。
3. 添加新键值对：在字典中插入一个新的键值对，其中key是传入的键，value是传入的default值（如果未提供，则为None）。
4. 返回默认值：最后，返回新插入的或已存在的key对应的值（在key不存在的情况下，即为default值）。

优势

1. 简化代码：setdefault方法避免了在访问字典键之前进行显式的存在性检查，从而简化了代码。
2. 提高可读性：使用setdefault可以使代码更加简洁和易于理解，因为它将查找和添加操作合并为一个步骤。
3. 避免KeyError：在尝试访问不存在的键时，setdefault方法不会引发KeyError异常，而是优雅地处理这种情况。

使用场景

1. 统计或累加字典中某些键的值：当需要统计列表中元素出现的次数时，setdefault方法非常有用。
2. 初始化字典中的键：在构建字典时，如果希望某些键具有默认值，可以使用setdefault来初始化这些键。
3. 处理嵌套字典：在处理嵌套字典时，setdefault可以方便地初始化不存在的嵌套层。

三、setdefault和defaultdict的区别

Python中的setdefault和defaultdict都是在处理字典时非常有用的工具，它们都能在一定程度上避免KeyError异常，但它们在实现方式和应用场景上存在一些区别。

setdefault

setdefault是字典（dict）的一个实例方法，它接受两个参数：要查找的键（key）和默认值（default，默认为None）。如果字典中存在该键，则返回该键对应的值；如果不存在，则将该键添加到字典中，并将其值设为默认值，然后返回这个默认值。

特点

• 是字典的一个方法，不需要导入额外的模块。
• 只在需要时才设置默认值，避免了不必要的内存占用。
• 返回值是键对应的值，如果键是新添加的，则返回默认值。

使用场景

• 当你需要统计或累加字典中某些键的值时，setdefault非常有用。
• 当你不确定字典中是否存在某个键，但想要安全地访问或修改其值时。

defaultdict

defaultdict是collections模块中的一个工厂函数，用于构建具有默认值的字典。它接受一个工厂函数作为参数，如list、set、str、int等。当访问字典中不存在的键时，defaultdict会自动为该键创建一个条目，并将工厂函数的返回值作为该键的值。

特点

• 需要从collections模块导入。
• 为所有不存在的键提供统一的默认值类型，避免了在访问时单独设置默认值的麻烦。
• 适用于需要默认值是列表、集合等复杂类型的情况。

使用场景

• 当你需要构建一个字典，其所有键都应该有相同的默认值类型（如列表、集合）时。
• 当你想要简化代码，避免在访问不存在的键时编写冗长的条件语句时。

区别总结

四、代码案例

案例 1: 统计列表中元素的出现次数

# 定义一个列表，包含一些重复的元素  
elements = ['apple', 'banana', 'apple', 'orange', 'banana', 'grape', 'apple']  
  
# 初始化一个空字典来存储元素及其出现次数  
count = {}  
  
# 遍历列表中的每个元素  
for element in elements:  
    # 使用setdefault方法统计元素的出现次数  
    # 如果元素在字典中不存在，则添加该元素并将值设为0，然后返回0；  
    # 如果元素已存在，则直接返回该元素当前的值  
    count[element] = count.setdefault(element, 0) + 1  
  
# 打印统计结果  
print(count)  # 预期输出: {'apple': 3, 'banana': 2, 'orange': 1, 'grape': 1}

案例 2: 初始化嵌套字典

# 初始化一个空字典  
nested_dict = {}  
  
# 使用setdefault方法初始化嵌套字典的多个层级  
# 如果'level1'不存在，则添加'level1'并将值设为空字典，然后返回这个空字典  
# 接着，在返回的空字典上再次使用setdefault来添加'level2'，依此类推  
nested_dict.setdefault('level1', {}).setdefault('level2', {}).setdefault('level3', 0)  
  
# 打印结果  
print(nested_dict)  # 预期输出: {'level1': {'level2': {'level3': 0}}}  
  
# 现在我们可以直接访问或修改嵌套字典的深层级  
nested_dict['level1']['level2']['level3'] = 5  
print(nested_dict)  # 预期输出: {'level1': {'level2': {'level3': 5}}}

案例 3: 使用setdefault进行默认值设置

# 初始化一个空字典  
my_dict = {}  
  
# 尝试获取键'a'的值，如果不存在则设为默认值'default_value'  
value_a = my_dict.setdefault('a', 'default_value')  
print(value_a)  # 预期输出: default_value  
print(my_dict)  # 预期输出: {'a': 'default_value'}  
  
# 再次尝试获取键'a'的值，此时'a'已存在  
value_a_again = my_dict.setdefault('a', 'new_value')  
print(value_a_again)  # 预期输出: default_value，因为'a'已存在，不会改变其值  
print(my_dict)  # 预期输出: {'a': 'default_value'}  
  
# 尝试获取键'b'的值，如果不存在则设为默认值'another_default'  
value_b = my_dict.setdefault('b', 'another_default')  
print(value_b)  # 预期输出: another_default  
print(my_dict)  # 预期输出: {'a': 'default_value', 'b': 'another_default'}