第三章（提炼）字典和集合（二）

一. 映射的弹性键查询

        某个键在映射里不存在，我们也希望在通过这个键读取值的时候能得到一个默认值。有两个途径能帮我们达到这个目的，一个是通过 defaultdict 这个类型而不是普通的 dict，另一个是给自己定义一个 dict 的子类，然后在子类中实现 __missing__ 方法。

1.1 defaultdict：处理找不到的键的一个选择

        在实例化一个 defaultdict 的时候，需要给构造方法提供一个可调用对象，这个可调用对象会在 __getitem__ 碰到找不到的键 的时候被调用，让 __getitem__ 返回某种默认值。

演示1  个用来生成默认值的可调用对象存放在名为 default_factory 的实例属性里

演示2  利用 defaultdict 实例而不是setdefault 方法（还是上一节的示例，改用defaultdict代替setdefault方法）

"""创建一个从单词到其出现情况的映射"""
import sys
import re
import collections

WORD_RE = re.compile(r'w+')

index = collections.defaultdict(list)
with open(sys.argv[1], encoding='utf-8') as f:
    for line_no, line in enumerate(f, 1):
        for match in WORD_RE.finditer(line):
            word = match.group()
            column_no = match.start()+1
            location = (line_no, column_no)
            index[word].append(location)

for word in sorted(index, key=str.upper):
    print(word, index[word])

        如果 index 并没有 word 的记录，那么 default_factory 会被调 用，为查询不到的键创造一个值。这个值在这里是一个空的列表，然后这个空列表被赋值给 index[word]，继而被当作返回值返回，因此 .append(location) 操作总能成功。

注意：

1. 如果在创建 defaultdict 的时候没有指定 default_factory ，查询不存在的键会触发 KeyError 。
2. defaultdict 里的 default_factory 只会在 __getitem__ 里被调用，在其他的方法里完全不会发挥作用。
3. 比 如， dd 是个 defaultdict ， k 是个找不到的键， dd[k] 这个表达式会调用 default_factory 创造某个默认值，而 dd.get(k) 则会 返回 None 。
4. 所有这一切背后的功臣其实是特殊方法 __missing__。它会在  defaultdict 遇到找不到的键的时候调用 default_factory ，而实际 上这个特性是所有映射类型都可以选择去支持的。

class StrKeyDict(dict):

    def __missing__(self, key):
        if isinstance(key, str):
            raise KeyError(key)
        return self[str(key)]

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

    def __contains__(self, key):
        return key in self.keys() or str(key) in self.keys()

三. 子类化UserDict

        就创造自定义映射类型来说，以 UserDict 为基类，总比以普通的 dict 为基类要来得方便。而更倾向于从 UserDict 而不是从 dict 继承的主要原因是，后者有时会在某些方法的实现上走一些捷径，导致我们不得不在它的子类中重写这些方法，但是UserDict 就不会带来这些问题。

        另外一个值得注意的地方是，UserDict 并不是 dict 的子类，但是UserDict 有一个叫作 data 的属性，是 dict 的实例，这个属性实际上是 UserDict 最终存储数据的地方。

演示5  自定义映射类型，无论是添加、更新还是查询操作，StrKeyDict 都会把非字符串的键转换为字符串

from collections import UserDict

class StrKeyDict(UserDict):
    def __missing__(self, key):
        if isinstance(key, str):
            raise KeyError(key)
        return self[str(key)]

    def __contains__(self, key):
        return str(key) in self.data

    def __setitem__(self, key, value):
        self.data[str(key)] = value

与直接继承dict相比，此处继承UserDict有以下明显的优势：

1. __contains__ 则更简洁些。这里可以放心假设所有已经存储的键都是字符串。因此，只要在 self.data 上查询就好了，并不需要去麻烦 self.keys()；
2. __setitem__ 会把所有的键都转换成字符串。由于把具体的实现委 托给了 self.data 属性，这个方法写起来也不难。
3.  因为 UserDict 继承的是 MutableMapping，所以 StrKeyDict 里剩下的那些映射类型的方法都是从 UserDict、MutableMapping 和 Mapping 这些超类继承而来的。特别是最后的 Mapping 类，它虽然是一个抽象基类（ABC），但它却提供了好几个实用的方法。以下两个方法值得关注：
   1. MutableMapping.update：这个方法不但可以为我们所直接利用，它还用在 __init__ 里，让构造方法可以利用传入的各种参数（其他映射类型、元素是 (key, value) 对的可迭代对象和键值参数）来新建实例。因为这个方法在背后是用 self[key] = value 来添加新值的，所以它其实是在使用我们的 __setitem__ 方法。
   2. Mapping.get：在直接继承dict时，我们不得不改写 get 方法，好让它的表现跟 __getitem__ 一致。而继承UserDict后无需重写get方法，因为它继承了 Mapping.get 方法，会将操作委托给__getitem__：

class Mapping(Collection):
    ...

    @abstractmethod
    def __getitem__(self, key):
        raise KeyError

    def get(self, key, default=None):
        'D.get(k[,d]) -> D[k] if k in D, else d.  d defaults to None.'
        try:
            return self[key]
        except KeyError:
            return default

    ...

在控制台导入上述的StrKeyDict，初始化时传入的键均为数值类型，最终存储的却是字符串类型。通过setdeafult设置也是一样的，需要注意的是setdefault设置值后，还会将value返回： 

四. 不可变映射类型

        标准库里所有的映射类型都是可变的，但有时候你会有这样的需求，比如不能让用户错误地修改某个映射。从 Python 3.3 开始，types 模块中引入了一个封装类名叫 MappingProxyType。如果给这个类一个映射，它会返回一个只读的映射视图。虽然是个只读视图，但是它是动态的。这意味着如果对原映射做出了改动，我们通过这个视图可以观察到，但是无法通过这个视图对原映射做出修改。

演示6  用 MappingProxyType 来获取字典的只读实例 mappingproxy

        d 中的内容可以通过 d_proxy 看到，但是通过 d_proxy 并不能做任何修改。d_proxy 是动态的，也就是说对 d 所做的任何改动都会反馈到它上面。

最后

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