Пропустить до содержимого
CodeMDD.io | Coding Tutorials

Как использовать счетчик в Python

CodeMDD.io

Использование Counter в Python: эффективный и питоничный способ подсчета объектов

Python предлагает множество инструментов и техник для подсчета повторяющихся объектов. Однако встроенный класс Counter из модуля collections предоставляет чистое, эффективное и питоничное решение.

Этот подкласс словаря обладает эффективными возможностями подсчета. Понимание работы Counter и эффективное использование его является удобным навыком для разработчиков Python.

В данном руководстве вы узнаете, как:

  • Подсчитывать повторяющиеся объекты с помощью Counter
  • Создавать счетчики с использованием Counter в Python
  • Получать наиболее распространенные объекты из счетчика
  • Обновлять счетчик объектов
  • Использовать Counter для упрощения вычислений

Также вы познакомитесь с основами использования Counter как мультимножества, что является дополнительной возможностью этого класса в Python.

Подсчет объектов в Python

Иногда вам нужно подсчитать объекты в определенных данных, чтобы узнать, как часто они встречаются. Другими словами, вам нужно определить их частоту. Например, вы можете хотеть узнать, как часто определенный элемент появляется в списке или последовательности значений. Когда ваш список короткий, подсчет элементов может быть простым и быстрым. Однако, если у вас есть длинный список, подсчет может быть сложнее.

Когда вы подсчитываете возникновение каждого отдельного объекта, вы можете использовать один счетчик. Однако, когда вам нужно подсчитать несколько разных объектов, вам придется создать столько счетчиков, сколько у вас есть уникальных объектов.

Чтобы одновременно подсчитывать несколько разных объектов, вы можете использовать словарь Python. В ключах словаря вы будете хранить объекты, которые вы хотите подсчитать. В значениях словаря будет содержаться количество повторений данного объекта или его счет.

Например, для подсчета объектов в последовательности с использованием словаря, вы можете выполнить цикл по последовательности, проверить, нет ли текущего объекта в словаре, инициализировать счетчик (пару ключ-значение) и затем увеличить его счет соответствующим образом.

data = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 1, 2, 1]
counter = {}


for obj in data:
    if obj not in counter:
        counter[obj] = 1
    else:
        counter[obj] += 1


print(counter)  # {1: 4, 2: 3, 3: 2, 4: 1}

Однако использование такого кода может быть громоздким и неэффективным на практике, особенно когда у вас есть большие данные и множество уникальных объектов для подсчета.

Здесь на помощь приходит класс Counter из модуля collections, который предоставляет более удобные методы для подсчета объектов. Рассмотрим, как использовать Counter для упрощения подсчета повторяющихся объектов в Python.

Начало работы с Counter в Python

Создание счетчиков

Для создания счетчика в Python с использованием класса Counter необходимо импортировать модуль collections. Затем вы можете создать новый пустой счетчик или инициализировать его данными.

from collections import Counter


# Создание пустого счетчика
counter = Counter()


# Создание счетчика с данными
data = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 1, 2, 1]
counter = Counter(data)


print(counter)  # Counter({1: 4, 2: 3, 3: 2, 4: 1})

Обновление счетчика

Существует несколько способов обновления счетчика. Вы можете использовать метод update() для добавления новых данных в существующий счетчик. Метод update() принимает контейнер с данными, которые нужно добавить.

from collections import Counter


counter = Counter()


data1 = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 1, 2, 1]
data2 = [2, 3, 4, 2, 1, 2, 3, 1, 2, 1]


counter.update(data1)
print(counter)  # Counter({1: 4, 2: 3, 3: 2, 4: 1})


counter.update(data2)
print(counter)  # Counter({1: 6, 2: 7, 3: 4, 4: 2})

Также вы можете использовать арифметические операторы для обновления счетчика. Например, оператор += добавляет данные к счетчику, а оператор -= удаляет данные.

from collections import Counter


counter = Counter()


data1 = [1, 1, 2, 2, 3, 4]
data2 = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]


counter += Counter(data1)
print(counter)  # Counter({1: 2, 2: 2, 3: 1, 4: 1})


counter -= Counter(data2)
print(counter)  # Counter({1: 1})

Доступ к содержимому счетчика

Чтобы получить содержимое счетчика, вы можете использовать методы elements(), most_common(), keys(), values() и items().

Метод elements() возвращает итератор с элементами счетчика. Элементы возвращаются в порядке их появления исходных данных.

from collections import Counter


data = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 1, 2, 1]
counter = Counter(data)


print(list(counter.elements()))  # [1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 4]

Метод most_common() возвращает список кортежей с наиболее распространенными элементами счетчика в порядке убывания частоты.

from collections import Counter


data = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 1, 2, 1]
counter = Counter(data)


print(counter.most_common())  # [(1, 4), (2, 3), (3, 2), (4, 1)]

Методы keys(), values() и items() возвращают ключи, значения и пары ключ-значение счетчика соответственно. Результаты возвращаются в произвольном порядке.

from collections import Counter


data = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 1, 2, 1]
counter = Counter(data)


print(list(counter.keys()))    # [1, 2, 3, 4]
print(list(counter.values()))  # [4, 3, 2, 1]
print(list(counter.items()))   # [(1, 4), (2, 3), (3, 2), (4, 1)]

Подсчет наиболее часто встречающихся объектов

Counter предоставляет метод most_common() для нахождения наиболее часто встречающихся элементов в счетчике. Метод возвращает список кортежей, отсортированный по убыванию частоты.

from collections import Counter


data = [1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 1, 2, 1]
counter = Counter(data)


most_common = counter.most_common(2)
print(most_common)  # [(1, 4), (2, 3)]

В данном примере метод most_common(2) возвращает два наиболее часто встречающихся элемента в счетчике.

Пример использования Counter

Теперь давайте рассмотрим несколько примеров использования Counter для подсчета объектов в Python.

Подсчет букв в текстовом файле

Одним из распространенных использований Counter является подсчет букв в текстовом файле. Для этого вы можете открыть файл, посимвольно считывать его содержимое и обновлять счетчик букв.

from collections import Counter


counter = Counter()


with open('text_file.txt', 'r') as file:
    for line in file:
        for char in line:
            if char.isalpha():
                counter.update(char.lower())


print(counter)  # Counter({'e': 48, 't': 44, 'o': 41, 'a': 38, ...})

Построение графиков категориальных данных с помощью ASCII гистограмм

Другим интересным применением Counter является построение графиков категориальных данных с помощью ASCII гистограмм. Например, вы можете подсчитать количество вхождений каждой категории и отобразить его в виде вертикальных столбцов.

from collections import Counter


data = ['cat', 'dog', 'dog', 'cat', 'cat', 'dog']


counter = Counter(data)
total = sum(counter.values())


for key, count in counter.items():
    percentage = count https://codemdd.io/ total * 100
    bar = '#' * int(percentage https://codemdd.io/ 10)
    print(f"{key}: {bar}")

Подсчет файлов по типу

Вы также можете использовать Counter, чтобы подсчитать количество файлов по типу. Например, вы можете пройти по всем файлам в директории и подсчитать, сколько файлов каждого типа присутствует.

import os
from collections import Counter


counter = Counter()


for root, dirs, files in os.walk('directory'):
    for file in files:
        _, ext = os.path.splitext(file)
        counter.update([ext])


print(counter)  # Counter({'.txt': 20, '.jpg': 15, '.png': 10, ...})

Работа с мультимножествами

Counter также может быть использован в качестве мультимножества. Мультимножество - это набор объектов, включающих их кратности (количество повторений).

Восстановление элементов из счетчика

Чтобы восстановить элементы из счетчика, вы можете использовать метод elements(). Этот метод возвращает итератор с элементами, учитывая их кратность.

from collections import Counter


counter = Counter(a=3, b=2, c=1)


elements = list(counter.elements())
print(elements)  # ['a', 'a', 'a', 'b', 'b', 'c']

Вычитание кратности элементов

При использовании Counter в качестве мультимножества вы также можете вычитать кратность элементов. Например, рассмотрим следующую ситуацию:

from collections import Counter


counter1 = Counter(a=3, b=2, c=1)
counter2 = Counter(a=1, b=2, c=3)


diff = counter1 - counter2
print(diff)  # Counter({'a': 2})

В результате использования оператора - кратность каждого элемента из counter2 вычитается из кратности соответствующего элемента в counter1. В данном случае, в исходном счетчике counter1 у элемента 'a' кратность уменьшилась на 1.

Арифметические операции с кратностью элементов

С использованием Counter в качестве мультимножества вы можете выполнять арифметические операции с кратностью элементов.

from collections import Counter


counter1 = Counter(a=3, b=2, c=1)
counter2 = Counter(a=1, b=2, c=3)


addition = counter1 + counter2
print(addition)  # Counter({'a': 4, 'b': 4, 'c': 4})

В данном примере оператор + увеличивает кратность каждого элемента из counter2 на соответствующую кратность элемента в counter1.

Заключение

Counter представляет собой мощный инструмент для подсчета повторяющихся объектов в Python. Его простота в использовании и эффективность делают его популярным выбором для решения задач подсчета.

В данном руководстве вы изучили основы работы с Counter в Python. Вы узнали, как создавать счетчики, обновлять и получать доступ к их содержимому, а также использовать их для различных вычислений.

Теперь вы можете эффективно использовать Counter для решения задач подсчета объектов в Python. Этот инструмент позволяет вам просто и быстро подсчитывать и анализировать данные, представленные в виде повторяющихся объектов.