一.前言

字典是Python中的常用类型，在某些情况下，可能会删除或访问字典中不存在的键，此时会报错为KeyError，例如：

capitals = {
  "China": "BeiJing",
  "USA": "Washington"
}

print(capitals['Japan'])
# KeyError: 'Japan'

为此，Python提供了多套解决方案来避免上述问题，包括由字典内置的方法以及collection模块中的defaultdict。

二.解决方案

2.1 字典内置方法

内置方法一：使用字典内置的get(k, d)方法，该方法有两个参数，k表示要访问的key，d表示key不存在时返回的默认值。注意，d是可选参数，其默认值为None，即当不显式指定d时，当key不存在会默认返回None。

使用get()方法来进行词频统计的例子如下：

strings = "Apple Mango Orange Mango Guava Guava Mango"
words = strings.split()

word_freqs = {}

for word in words:
    count = word_freqs.get(word, 0)
    word_freqs[word] = count + 1

print(word_freqs)
# {'Apple': 1, 'Mango': 3, 'Orange': 1, 'Guava': 2}

内置方法二：使用字典内置的setdefault(key, value=None)方法，参数说明：

• key：要访问的键；
• value：表示key不存在时返回的默认值，注意当键不存在时，会先在字典内创建key: value这个键值对，然后再范围键的值。

使用setdefault()来对奇偶数分组的例子如下所示：

nums = [1, 3, 4, 2, 16, 10, 18, 33, 28, 76]

category = {}

"""
使用get()方法实现分组的代码版本
for num in nums:
    if num % 2 == 0:
        if not category.get("even"):
            category["even"] = []
        category["even"].append(num)
    else:
        if not category.get("odd"):
            category["odd"] = []
        category["odd"].append(num)
"""

for num in nums:
    if num % 2 == 0:
        cur_list = category.setdefault("even", [])
        cur_list.append(num)
    else:
        cur_list = category.setdefault("odd", [])
        cur_list.append(num)

print(category)
# {'odd': [1, 3, 33], 'even': [4, 2, 16, 10, 18, 28, 76]}

上述方法倘若使用get方法实现，则要更繁琐，代码也将更长。但是使用setdefault()方法也有一个不足之处，就是每次调用时不管键存不存在都会创建一个新的默认值，这样的做法开销还是比较大的，尤其当默认值的构造成本比较高的时候。

讨论：由于内置方法二会对不存在的键会在字典内创建键值对，因此setdefault()方法的使用场景和get()方法其实是不同的，这就需要具体场景具体分析了。

2.2 通过collections模块的defaultdict

除了使用字典内置的方法来处理键不存在的问题，还可以使用collections模板的defaultdict(default_factory)，其中参数default_factory是返回字典默认值的函数，通过这个参数用户可以自定义返回默认值的函数。另外，可以将Python的一些基本类型传递给该参数，例如int、list等等，当传递list时，则默认返回一个空列表。

用defaultdict实现上述的奇偶数分组的示例如下：

from collections import defaultdict

nums = [1, 3, 4, 2, 16, 10, 18, 33, 28, 76]

category = defaultdict(list)

for num in nums:
    if num % 2 == 0:
        category["even"].append(num)
    else:
        category["odd"].append(num)

print(category)
# defaultdict(<class 'list'>, {'odd': [1, 3, 33], 'even': [4, 2, 16, 10, 18, 28, 76]})

2.3 继承dict类型并实现__missing__方法

在有些情况下2.1和2.2小节中的方法都不是最佳方案。举个例子，假如需要一个字典来将图片路径映射到文件句柄（file handle）。采用get()方法来实现该需求对应如下：

pictures = {}
path = 'temp1.jpg'

if pictures.get(path) is None:
    handle = open(path, 'ab+')
pictures[path] = handle

print(pictures)
# {'temp1.jpg': <_io.BufferedRandom name='temp1.jpg'>}

倘若使用setdefault()方法，则其实现如下：

handle = pictures.setdefault(path, open(path, 'ab+'))
print(pictures)
# {'temp1.jpg': <_io.BufferedRandom name='temp1.jpg'>}

可以看到该方式要比最使用get()方法要代码量更少，但是该方法也存在一个缺陷，就是不管path是否存在于字典中，都会创建一个对应于该path的文件句柄，为此可能会同时为同一个文件路径创建多个文件句柄，这显然不是我们想要看到的。而defaultdict方法则更不行了，因为默认值不能够传入参数，而这里的默认值需要传入path以创建一个文件句柄。

对于这种场景，可以继承dict类，然后重写__missing__方法来添加用于处理缺失key的解决方案，对应于上述例子的示例如下：

class Picture(dict):
    def __missing__(self, key):
        value = open(key, 'ab+')
        self[key] = value
        return value

path = 'temp1.jpg'
pictures = Picture()
handle = pictures[path]
print(pictures)
# {'temp1.jpg': <_io.BufferedRandom name='temp1.jpg'>}

可以看到，采用该方案比较完美的解决了该应用场景。

三.结语

参数资料：

• Effective Python 90 Specific Ways to Write Better Python

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