1. 默认值的处理

• dict：

  • 普通字典在访问不存在的键时会抛出 KeyError。
  • 需要手动检查键是否存在，或者使用 setdefault() 方法来初始化键。
  • 示例：

    d = {}
    # d['key'].append('value')  # 会抛出 KeyError
    d.setdefault('key', []).append('value')  # 正确
    

• defaultdict：

  • defaultdict 是 collections 模块中的一个类，继承自 dict。
  • 它允许在创建时指定一个默认值的工厂函数（如 list、int、lambda: None 等）。
  • 当访问不存在的键时，会自动调用工厂函数生成默认值，而不会抛出 KeyError。
  • 示例：

    from collections import defaultdict
    d = defaultdict(list)
    d['key'].append('value')  # 即使 'key' 不存在，也不会报错
    print(d)  # defaultdict(<class 'list'>, {'key': ['value']})
    

2. 初始化方式

• dict：

  • 需要手动初始化键值对。
  • 示例：

    d = {}
    d['key1'] = 'value1'
    d['key2'] = 'value2'
    

• defaultdict：

  • 在初始化时需要指定一个工厂函数，用于生成默认值。
  • 示例：

    d = defaultdict(int)  # 默认值为 0
    d['key1'] += 1
    d['key2'] += 2
    print(d)  # defaultdict(<class 'int'>, {'key1': 1, 'key2': 2})
    

3. 性能

• dict：

  • 在访问已存在的键时，性能与 defaultdict 相同。
  • 如果需要频繁检查键是否存在（如使用 if key in d），可能会增加额外的开销。

• defaultdict：

  • 在访问不存在的键时，由于自动调用工厂函数生成默认值，可能会有轻微的性能开销。
  • 但在某些场景下，可以减少代码复杂度，从而提高整体效率。

4. 应用场景

• dict：

  • 适用于键值对明确已知的情况，或者需要手动控制键的存在性。
  • 示例：存储配置信息、映射表等。

• defaultdict：

  • 适用于需要动态生成默认值的场景，尤其是处理集合或累加操作时。
  • 常用于：
    • 构建邻接表（如图的表示）。
    • 统计频率（如单词计数）。
    • 累加值（如分组求和）。
    • 示例：

      # 构建邻接表
      graph = defaultdict(list)
      graph['A'].append('B')
      graph['B'].append('C')
      print(graph)  # defaultdict(<class 'list'>, {'A': ['B'], 'B': ['C']})
      
      # 统计频率
      word_count = defaultdict(int)
      for word in ["apple", "banana", "apple"]:
          word_count[word] += 1
      print(word_count)  # defaultdict(<class 'int'>, {'apple': 2, 'banana': 1})
      

5. 行为差异

• dict：

  • 使用 dict 时，需要显式地处理键不存在的情况。
  • 示例：

    d = {}
    if 'key' not in d:
        d['key'] = []
    d['key'].append('value')
    

• defaultdict：

  • 自动处理键不存在的情况，代码更简洁。
  • 示例：

    d = defaultdict(list)
    d['key'].append('value')
    

6. 兼容性

• defaultdict：

  • defaultdict 是 dict 的子类，因此它继承了 dict 的所有方法和行为。
  • 但需要注意的是，defaultdict 的行为在某些情况下可能与普通 dict 不同，尤其是在访问不存在的键时。

• dict：

  • 是 Python 中最基本的数据结构之一，广泛用于各种场景。

总结

• 如果需要动态生成默认值，或者希望代码更简洁，推荐使用 defaultdict。
• 如果键值对是固定的，或者需要严格控制键的存在性，使用普通 dict 更合适。

在实际使用中，可以根据具体需求选择合适的字典类型。

参考资料：https://kimi.moonshot.cn/