如何在python 3中實現OrderedDict的插入

Question

我想在某個位置將一個項目插入OrderedDict。 使用這個 SO答案的要點 ，我有一個問題，它在python 3上不起作用。

這是使用的實現

from collections import OrderedDict

class ListDict(OrderedDict):

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(ListDict, self).__init__(*args, **kwargs)

    def __insertion(self, link_prev, key_value):
        key, value = key_value
        if link_prev[2] != key:
            if key in self:
                del self[key]
            link_next = link_prev[1]
            self._OrderedDict__map[key] = link_prev[1] = link_next[0] = [link_prev, link_next, key]
        dict.__setitem__(self, key, value)

    def insert_after(self, existing_key, key_value):
        self.__insertion(self._OrderedDict__map[existing_key], key_value)

    def insert_before(self, existing_key, key_value):
        self.__insertion(self._OrderedDict__map[existing_key][0], key_value)

使用它就像

ld = ListDict([(1,1), (2,2), (3,3)])
ld.insert_before(2, (1.5, 1.5))

給

File "...", line 35, in insert_before
    self.__insertion(self._OrderedDict__map[existing_key][0], key_value)
AttributeError: 'ListDict' object has no attribute '_OrderedDict__map'

它適用於python 2.7。 它在python 3中失敗的原因是什么？ 檢查OrderedDict實現的源代碼顯示使用self.__map而不是self._OrderedDict__map 。 將代碼更改為self.__map的用法給出

AttributeError: 'ListDict' object has no attribute '_ListDict__map'

怎么會？ 我怎樣才能在python 3中完成這項工作？ OrderedDict使用內部__map屬性來存儲雙向鏈表。 那么我該如何正確訪問這個屬性呢？

Answer 1

我不確定你會不會更好地服從你的代碼中的單獨列表和dict，但這里是對這樣一個對象的純Python實現的抨擊。 這將比Python 3.5中的實際OrderedDict慢一個數量級，正如我在評論中指出的那樣， 已經在C中重寫了 。

"""
A list/dict hybrid; like OrderedDict with insert_before and insert_after
"""
import collections.abc


class MutableOrderingDict(collections.abc.MutableMapping):
    def __init__(self, iterable_or_mapping=None, **kw):
        # This mimics dict's initialization and accepts the same arguments
        # Of course, you have to pass an ordered iterable or mapping unless you
        # want the order to be arbitrary. Garbage in, garbage out and all :)
        self.__data = {}
        self.__keys = []
        if iterable_or_mapping is not None:
            try:
                iterable = iterable_or_mapping.items()
            except AttributeError:
                iterable = iterable_or_mapping
            for key, value in iterable:
                self.__keys.append(key)
                self.__data[key] = value
        for key, value in kw.items():
            self.__keys.append(key)
            self.__data[key] = value

    def insert_before(self, key, new_key, value):
        try:
            self.__keys.insert(self.__keys.index(key), new_key)
        except ValueError:
            raise KeyError(key) from ValueError
        else:
            self.__data[new_key] = value

    def insert_after(self, key, new_key, value):
        try:
            self.__keys.insert(self.__keys.index(key) + 1, new_key)
        except ValueError:
            raise KeyError(key) from ValueError
        else:
            self.__data[new_key] = value

    def __getitem__(self, key):
        return self.__data[key]

    def __setitem__(self, key, value):
        self.__keys.append(key)
        self.__data[key] = value

    def __delitem__(self, key):
        del self.__data[key]
        self.__keys.remove(key)

    def __iter__(self):
        return iter(self.__keys)

    def __len__(self):
        return len(self.__keys)

    def __contains__(self, key):
        return key in self.__keys

    def __eq__(self, other):
        try:
            return (self.__data == dict(other.items()) and
                    self.__keys == list(other.keys()))
        except AttributeError:
            return False

    def keys(self):
        for key in self.__keys:
            yield key

    def items(self):
        for key in self.__keys:
            yield key, self.__data[key]

    def values(self):
        for key in self.__keys:
            yield self.__data[key]

    def get(self, key, default=None):
        try:
            return self.__data[key]
        except KeyError:
            return default

    def pop(self, key, default=None):
        value = self.get(key, default)
        self.__delitem__(key)
        return value

    def popitem(self):
        try:
            return self.__data.pop(self.__keys.pop())
        except IndexError:
            raise KeyError('%s is empty' % self.__class__.__name__)


    def clear(self):
        self.__keys = []
        self.__data = {}

    def update(self, mapping):
        for key, value in mapping.items():
            self.__keys.append(key)
            self.__data[key] = value

    def setdefault(self, key, default):
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            self[key] = default
            return self[key]

    def __repr__(self):
        return 'MutableOrderingDict(%s)' % ', '.join(('%r: %r' % (k, v)
                                                      for k, v in self.items()))

我最終實現了整個collections.abc.MutableMapping契約，因為沒有一個方法很長，但你可能不會全部使用它們。 特別是， __eq__和popitem是有點任意的。 我將insert_*方法上的簽名更改為一個對我來說更自然的4參數。 最后說明：僅在Python 3.5上測試過。 如果沒有一些（次要）更改，當然不會在Python 2上工作。

Answer 2

嘗試在3.7中嘗試新的dict對象，並認為我會嘗試實現Two-Bit Alchemist用他的答案做的但只是覆蓋了原生的dict類，因為3.7 dict是有序的。

''' Script that extends python3.7 dictionary to include insert_before and insert_after methods. '''
from sys import exit as sExit

class MutableDict(dict):
    ''' Class that extends python3.7 dictionary to include insert_before and insert_after methods. '''

    def insert_before(self, key, newKey, val):
        ''' Insert newKey:value into dict before key'''
        try:
            __keys = list(self.keys())
            __vals = list(self.values())

            insertAt = __keys.index(key)

            __keys.insert(insertAt, newKey)
            __vals.insert(insertAt, val)

            self.clear()
            self.update({x: __vals[i] for i, x in enumerate(__keys)})

        except ValueError as e:
            sExit(e)

    def insert_after(self, key, newKey, val):
        ''' Insert newKey:value into dict after key'''
        try:
            __keys = list(self.keys())
            __vals = list(self.values())

            insertAt = __keys.index(key) + 1

            if __keys[-1] != key:
                __keys.insert(insertAt, newKey)
                __vals.insert(insertAt, val)
                self.clear()
                self.update({x: __vals[i] for i, x in enumerate(__keys)})
            else:
                self.update({newKey: val})

        except ValueError as e:
            sExit(e)

一點點測試：

 In: v = MutableDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
Out: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

 In: v.insert_before('a', 'g', 5)
Out: {'g': 5, 'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

 In: v.insert_after('b', 't', 5)
Out: {'g': 5, 'a': 1, 'b': 2, 't': 5, 'c': 3}

編輯：我決定做一點基准測試，看看這會帶來什么樣的性能。 我將使用from timeit import timeit

獲得基線。 創建具有任意值的dict。

 In: timeit('{x: ord(x) for x in string.ascii_lowercase[:27]}', setup='import string', number=1000000)
Out: 1.8214202160015702

看看使用與以前相同的任意值初始化MutableDict需要多長時間。

 In: timeit('MD({x: ord(x) for x in string.ascii_lowercase[:27]})', setup='import string; from MutableDict import MutableDict as MD', number=1000000)
Out: 2.382507269998314

1.82 / 2.38 = 0.76。 因此，如果我正在考慮這個問題，MutableDict在創建時會慢24％。

讓我們看看插入需要多長時間。 對於這個測試，我將使用insert_after方法，因為它稍微大一些。 還將尋找一個接近結尾的鍵進行插入。 在這種情況下，'t'。

 In: timeit('v.insert_after("t", "zzrr", ord("z"))', setup='import string; from MutableDict import MutableDict as MD; v = MD({x: ord(x) for x in string.ascii_lowercase[:27]})' ,number=1000000)
Out: 3.9161406760104

2.38 / 3.91 = 0.60，插入__比初始化慢40％。 在一百萬個循環的小測試中也不錯。 為了比較時間關系，我們將測試這個：

 In: timeit('"-".join(map(str, range(100)))', number=1000000)
Out: 10.342204540997045

不太相似，但我希望這些測試能幫助您（讀者不一定是OP）決定在3.7項目中使用或不使用此類。

Answer 3

從Python 3.2開始， move_to_end可用於在OrderedDict移動項目。 以下代碼將通過將提供的索引之后的所有項目移動到結尾來實現insert功能。

請注意，這不是很有效，應該謹慎使用（如果有的話）。

def ordered_dict_insert(ordered_dict, index, key, value):
    if key in ordered_dict:
        raise KeyError("Key already exists")
    if index < 0 or index > len(ordered_dict):
        raise IndexError("Index out of range")

    keys = list(ordered_dict.keys())[index:]
    ordered_dict[key] = value
    for k in keys:
        ordered_dict.move_to_end(k)

可以做出明顯的優化和改進，但這是一般的想法。

Answer 4

from collections import OrderedDict

od1 = OrderedDict([
    ('a', 1),
    ('b', 2),
    ('d', 4),
])

items = od1.items()
items.insert(2, ('c', 3))
od2 = OrderedDict(items)

print(od2)  # OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3), ('d', 4)])