python中的setdefault方法详解、底层原理和用法

见贤思齐

1、setdefault方法功能setdefault是Python中字典的一个方法，它用于在字典中查找指定键如果键存在，则返回对应的值；如果键不存在，则在字典中添加该键，并将其值设置为指定的默认值2、setdefault用法详解dict.setdefault(key,default_value)1其中，key为要查找或添加的键，default_value为键不存在时设置的默认值。如果省略default_value，则默认为None。3、setdefault底层原理底层实现在Python中，字典是一种无序的键值对集合，它的底层实现是基于哈希表。哈希表是一种根据关键字直接访问内存位置的数据结构，通过哈希函数将关键字映射到对应的内存位置。Python中的字典是通过拉链法（chaining）实现的哈希表。拉链法是指每个哈希桶（bucket）（下方有解释）中存储一个链表，哈希值相同的键值对会被插入到同一个链表中。当需要查找或插入一个键值对时，先计算出该键的哈希值，然后根据哈希值找到对应的哈希桶，再在该哈希桶对应的链表中查找或插入键值对。下面是setdefault方法的底层实现步骤：计算要查找或添加的键的哈希值，找到对应的哈希桶。遍历哈希桶对应的链表，查找是否有键与要查找或添加的键相同。如果找到了相同的键，则返回该键对应的值。如果没有找到相同的键，则在链表头部添加一个新的键值对，并将键的值设置为默认值。返回默认值作为该键的值。12345678910111213141516上面中什么是哈希桶？哈希桶是哈希表中存储元素的容器，它是一个固定大小的数组，每个元素都是一个链表或其他容器。哈希桶的大小是根据哈希表的负载因子（loadfactor）和哈希表中元素数量来计算的。在Python中，哈希桶是一个由哈希表实现的动态数组，每个哈希桶中存储的是一条链表，链表中的每个节点都是一个键值对。当需要查找或插入一个键值对时，先计算出该键的哈希值，然后根据哈希值找到对应的哈希桶，再在该哈希桶对应的链表中查找或插入键值对。哈希桶的大小通常是一个质数，这是为了保证哈希函数的均匀性和哈希表的性能。如果哈希桶的大小比较小，会导致哈希冲突（hashcollision）的概率增大，从而降低哈希表的性能；如果哈希桶的大小比较大，会浪费内存空间。在Python中，哈希桶的大小是动态调整的，当哈希表中元素数量达到一定阈值时，Python会自动扩容哈希表，增加哈希桶的数量，在保证哈希函数均匀性和哈希表性能的同时，提高哈希表的存储容量。总之，哈希桶是哈希表中存储元素的容器，它是哈希表实现的关键之一，直接影响哈希表的性能和存储容量。123456789101112131415setdefault方法的底层实现步骤：1、计算要查找或添加的键的哈希值，找到对应的哈希桶。2、遍历哈希桶对应的链表，查找是否有键与要查找或添加的键相同。3、如果找到了相同的键，则返回该键对应的值。4、如果没有找到相同的键，则在链表头部添加一个新的键值对，并将键的值设置为默认值。5、返回默认值作为该键的值。12345底层实现的过程示例：d={"a":1,"b":2}#查找键'c'if'c'ind:value=d['c']else:d['c']=3value=3#value=3#修改键'a'的默认值if'a'ind:value=d['a']else:d['a']=3value=3#value=112345678910111213141516171819'运行运行手动模拟了setdefault方法的实现过程。当查找键'c'时，因为该键不存在，所以通过添加键值对的方式将键'c'的值设置为默认值3。当查找键'a'时，因为该键已经存在，所以返回键'a'对应的值1，而不修改其默认值。总之，setdefault方法是Python字典的一个有用的方法，它可以方便地查找和添加键值对。对于大型的数据处理应用程序来说，使用哈希表来实现字典可以极大地提高程序的效率和性能。1234564、setdefault示例方法4.1添加一个新键和默认值d={"a":1,"b":2}d.setdefault("c",3)print(d)#输出：{'a':1,'b':2,'c':3}#字典d本来并没有键为'c'的元素，使用setdefault方法可以添加一个新的键'c'和默认值31234'运行运行4.2修改已有键的默认值d={"a":1,"b":2}d.setdefault("a",3)print(d)#输出：{"a":1,"b":2}#字典d已经有键'a'，使用setdefault方法仍然会返回键'a'对应的值1，而不会修改它的默认值。1234'运行运行4.3可以省略默认值参数d={"a":1,"b":2}d.setdefault("c")print(d)#输出：{"a":1,"b":2,"c":None}#省略了默认值参数，此时默认值为None1234'运行运行4.4在字典中嵌套一个列表d={}d.setdefault("list",[]).append(1)d.setdefault("list",[]).append(2)print(d)#输出：{"list":[1,2]}#使用setdefault方法为字典d添加一个键'list'，并将其值设置为一个空列表。然后，使用列表的append方法向该列表中添加元素1和2。12345'运行运行