Python：キーとしてのタプル/辞書、選択、並べ替え

たとえば、24個の青いバナナ、12個の緑のリンゴ、0個の青いイチゴなど、さまざまな色の果物がたくさんあるとします。それらをPythonのデータ構造に整理して、選択と並べ替えが簡単にできるようにしたいと思います。私のアイデアは、タプルをキーとしてそれらを辞書に入れることでした、例えば、

{ ('banana',    'blue' ): 24,
  ('apple',     'green'): 12,
  ('strawberry','blue' ): 0,
  ...
}

または辞書さえ、例えば、

{ {'fruit': 'banana',    'color': 'blue' }: 24,
  {'fruit': 'apple',     'color': 'green'}: 12,
  {'fruit': 'strawberry','color': 'blue' }: 0,
  ...
}

たとえば、すべての青い果実、またはすべての色のバナナのリストを取得したり、この辞書を果実の名前でソートしたりします。これをきれいに行う方法はありますか？

タプルをキーとして持つ辞書は、この状況を処理する適切な方法ではないかもしれません。

すべての提案を歓迎します！

個人的に、私がpythonについて気に入っている点の1つは、タプルとディクトの組み合わせです。ここにあるのは事実上2d配列（x =フルーツの名前とy =色）であり、私は通常、少なくとも何かのような、numpyまたはデータベースがより適切ではない場合に、2d配列を実装するためのタプルのディクトのサポーターです。。要するに、私はあなたが良いアプローチを持っていると思います。

いくつかの追加の作業を行わずに、dictをdictのキーとして使用できないことに注意してください。これは、あまり良い解決策ではありません。

つまり、namedtuple（）も検討する必要があります。その方法でこれを行うことができます：

>>> from collections import namedtuple
>>> Fruit = namedtuple("Fruit", ["name", "color"])
>>> f = Fruit(name="banana", color="red")
>>> print f
Fruit(name='banana', color='red')
>>> f.name
'banana'
>>> f.color
'red'

これで、フルーツカウント辞書を使用できます。

>>> fruitcount = {Fruit("banana", "red"):5}
>>> fruitcount[f]
5

その他のトリック：

>>> fruits = fruitcount.keys()
>>> fruits.sort()
>>> print fruits
[Fruit(name='apple', color='green'), 
 Fruit(name='apple', color='red'), 
 Fruit(name='banana', color='blue'), 
 Fruit(name='strawberry', color='blue')]
>>> fruits.sort(key=lambda x:x.color)
>>> print fruits
[Fruit(name='banana', color='blue'), 
 Fruit(name='strawberry', color='blue'), 
 Fruit(name='apple', color='green'), 
 Fruit(name='apple', color='red')]

chmulligをエコーし​​て、1つの果物のすべての色のリストを取得するには、キーをフィルタリングする必要があります。

bananas = [fruit for fruit in fruits if fruit.name=='banana']

あなたの最良のオプションは、あなたが持っているものをモデル化するための単純なデータ構造を作成することです。次に、これらのオブジェクトを単純なリストに格納し、任意の方法で並べ替え/取得できます。

この場合、次のクラスを使用します。

class Fruit:
    def __init__(self, name, color, quantity): 
        self.name = name
        self.color = color
        self.quantity = quantity

    def __str__(self):
        return "Name: %s, Color: %s, Quantity: %s" % \
     (self.name, self.color, self.quantity)

次に、次のように、「フルーツ」インスタンスを作成してリストに追加します。

fruit1 = Fruit("apple", "red", 12)
fruit2 = Fruit("pear", "green", 22)
fruit3 = Fruit("banana", "yellow", 32)
fruits = [fruit3, fruit2, fruit1] 

シンプルなリストのfruits方がはるかに簡単で、混乱が少なく、管理も簡単です。

いくつかの使用例：

以下のすべての出力は、特定のコードスニペットを実行した後の結果です。

for fruit in fruits:
    print fruit

ソートされていないリスト：

ディスプレイ：

Name: banana, Color: yellow, Quantity: 32
Name: pear, Color: green, Quantity: 22
Name: apple, Color: red, Quantity: 12

名前のアルファベット順に並べ替え：

fruits.sort(key=lambda x: x.name.lower())

ディスプレイ：

Name: apple, Color: red, Quantity: 12
Name: banana, Color: yellow, Quantity: 32
Name: pear, Color: green, Quantity: 22

数量で並べ替え：

fruits.sort(key=lambda x: x.quantity)

ディスプレイ：

Name: apple, Color: red, Quantity: 12
Name: pear, Color: green, Quantity: 22
Name: banana, Color: yellow, Quantity: 32

色==赤：

red_fruit = filter(lambda f: f.color == "red", fruits)

ディスプレイ：

Name: apple, Color: red, Quantity: 12

データベース、dict of dicts、辞書リストの辞書、名前付きタプル（サブクラスです）、sqlite、冗長...私は自分の目を信じていませんでした。ほかに何か ？

「タプルをキーとして持つ辞書は、この状況を処理する適切な方法ではないかもしれません。」

「私の直感は、データベースはOPのニーズに対して過剰であるということです。」

うん！思った

だから、私の意見では、タプルのリストで十分です：

from operator import itemgetter

li = [  ('banana',     'blue'   , 24) ,
        ('apple',      'green'  , 12) ,
        ('strawberry', 'blue'   , 16 ) ,
        ('banana',     'yellow' , 13) ,
        ('apple',      'gold'   , 3 ) ,
        ('pear',       'yellow' , 10) ,
        ('strawberry', 'orange' , 27) ,
        ('apple',      'blue'   , 21) ,
        ('apple',      'silver' , 0 ) ,
        ('strawberry', 'green'  , 4 ) ,
        ('banana',     'brown'  , 14) ,
        ('strawberry', 'yellow' , 31) ,
        ('apple',      'pink'   , 9 ) ,
        ('strawberry', 'gold'   , 0 ) ,
        ('pear',       'gold'   , 66) ,
        ('apple',      'yellow' , 9 ) ,
        ('pear',       'brown'  , 5 ) ,
        ('strawberry', 'pink'   , 8 ) ,
        ('apple',      'purple' , 7 ) ,
        ('pear',       'blue'   , 51) ,
        ('chesnut',    'yellow',  0 )   ]


print set( u[1] for u in li ),': all potential colors'
print set( c for f,c,n in li if n!=0),': all effective colors'
print [ c for f,c,n in li if f=='banana' ],': all potential colors of bananas'
print [ c for f,c,n in li if f=='banana' and n!=0],': all effective colors of bananas'
print

print set( u[0] for u in li ),': all potential fruits'
print set( f for f,c,n in li if n!=0),': all effective fruits'
print [ f for f,c,n in li if c=='yellow' ],': all potential fruits being yellow'
print [ f for f,c,n in li if c=='yellow' and n!=0],': all effective fruits being yellow'
print

print len(set( u[1] for u in li )),': number of all potential colors'
print len(set(c for f,c,n in li if n!=0)),': number of all effective colors'
print len( [c for f,c,n in li if f=='strawberry']),': number of potential colors of strawberry'
print len( [c for f,c,n in li if f=='strawberry' and n!=0]),': number of effective colors of strawberry'
print

# sorting li by name of fruit
print sorted(li),'  sorted li by name of fruit'
print

# sorting li by number 
print sorted(li, key = itemgetter(2)),'  sorted li by number'
print

# sorting li first by name of color and secondly by name of fruit
print sorted(li, key = itemgetter(1,0)),'  sorted li first by name of color and secondly by name of fruit'
print

結果

set(['blue', 'brown', 'gold', 'purple', 'yellow', 'pink', 'green', 'orange', 'silver']) : all potential colors
set(['blue', 'brown', 'gold', 'purple', 'yellow', 'pink', 'green', 'orange']) : all effective colors
['blue', 'yellow', 'brown'] : all potential colors of bananas
['blue', 'yellow', 'brown'] : all effective colors of bananas

set(['strawberry', 'chesnut', 'pear', 'banana', 'apple']) : all potential fruits
set(['strawberry', 'pear', 'banana', 'apple']) : all effective fruits
['banana', 'pear', 'strawberry', 'apple', 'chesnut'] : all potential fruits being yellow
['banana', 'pear', 'strawberry', 'apple'] : all effective fruits being yellow

9 : number of all potential colors
8 : number of all effective colors
6 : number of potential colors of strawberry
5 : number of effective colors of strawberry

[('apple', 'blue', 21), ('apple', 'gold', 3), ('apple', 'green', 12), ('apple', 'pink', 9), ('apple', 'purple', 7), ('apple', 'silver', 0), ('apple', 'yellow', 9), ('banana', 'blue', 24), ('banana', 'brown', 14), ('banana', 'yellow', 13), ('chesnut', 'yellow', 0), ('pear', 'blue', 51), ('pear', 'brown', 5), ('pear', 'gold', 66), ('pear', 'yellow', 10), ('strawberry', 'blue', 16), ('strawberry', 'gold', 0), ('strawberry', 'green', 4), ('strawberry', 'orange', 27), ('strawberry', 'pink', 8), ('strawberry', 'yellow', 31)]   sorted li by name of fruit

[('apple', 'silver', 0), ('strawberry', 'gold', 0), ('chesnut', 'yellow', 0), ('apple', 'gold', 3), ('strawberry', 'green', 4), ('pear', 'brown', 5), ('apple', 'purple', 7), ('strawberry', 'pink', 8), ('apple', 'pink', 9), ('apple', 'yellow', 9), ('pear', 'yellow', 10), ('apple', 'green', 12), ('banana', 'yellow', 13), ('banana', 'brown', 14), ('strawberry', 'blue', 16), ('apple', 'blue', 21), ('banana', 'blue', 24), ('strawberry', 'orange', 27), ('strawberry', 'yellow', 31), ('pear', 'blue', 51), ('pear', 'gold', 66)]   sorted li by number

[('apple', 'blue', 21), ('banana', 'blue', 24), ('pear', 'blue', 51), ('strawberry', 'blue', 16), ('banana', 'brown', 14), ('pear', 'brown', 5), ('apple', 'gold', 3), ('pear', 'gold', 66), ('strawberry', 'gold', 0), ('apple', 'green', 12), ('strawberry', 'green', 4), ('strawberry', 'orange', 27), ('apple', 'pink', 9), ('strawberry', 'pink', 8), ('apple', 'purple', 7), ('apple', 'silver', 0), ('apple', 'yellow', 9), ('banana', 'yellow', 13), ('chesnut', 'yellow', 0), ('pear', 'yellow', 10), ('strawberry', 'yellow', 31)]   sorted li first by name of color and secondly by name of fruit

この場合、辞書はおそらく使用すべきものではありません。より完全な機能を備えたライブラリは、より良い代替手段となります。おそらく実際のデータベースでしょう。最も簡単なのはsqliteです。ファイル名の代わりに文字列 '：memory：'を渡すことで、すべてをメモリに保持できます。

このパスを続行したい場合は、キーまたは値の追加の属性を使用して実行できます。ただし、辞書を別の辞書のキーにすることはできませんが、タプルはできます。ドキュメントは何が許されるかを説明しています。これは不変オブジェクトである必要があります。これには、文字列と数値のみを含む文字列、数値、およびタプル（およびこれらのタイプのみを再帰的に含むより多くのタプル...）が含まれます。

最初の例をd = {('apple', 'red') : 4}で実行できますが、必要なものを照会するのは非常に困難です。あなたはこのようなことをする必要があるでしょう：

#find all apples
apples = [d[key] for key in d.keys() if key[0] == 'apple']

#find all red items
red = [d[key] for key in d.keys() if key[1] == 'red']

#the red apple
redapples = d[('apple', 'red')]

キーをタプルとして使用する場合、指定された2番目のコンポーネントでキーをフィルターにかけ、それを並べ替えるだけです。

blue_fruit = sorted([k for k in data.keys() if k[1] == 'blue'])
for k in blue_fruit:
  print k[0], data[k] # prints 'banana 24', etc

コンポーネントが自然な順序を持っている場合、タプルは自然な順序を持っているので、ソートは機能します。

キーをかなり本格的なオブジェクトとして使用する場合は、でフィルタリングするだけk.color == 'blue'です。

dictsをキーとして実際に使用することはできませんが、のような最も単純なクラスを作成class Foo(object): passし、その場で属性を追加できます。

k = Foo()
k.color = 'blue'

これらのインスタンスはdictキーとして機能しますが、その可変性に注意してください！

エントリが他の辞書のリストである辞書を持つことができます：

fruit_dict = dict()
fruit_dict['banana'] = [{'yellow': 24}]
fruit_dict['apple'] = [{'red': 12}, {'green': 14}]
print fruit_dict

出力：

{'banana'：[{'yellow'：24}]、 'apple'：[{'red'：12}、{'green'：14}]}

編集：eumiroが指摘したように、辞書の辞書を使用できます。

fruit_dict = dict()
fruit_dict['banana'] = {'yellow': 24}
fruit_dict['apple'] = {'red': 12, 'green': 14}
print fruit_dict

出力：

{'バナナ'：{'黄色'：24}、 'りんご'：{'緑'：14、 '赤'：12}}

このタイプのデータは、トライのようなデータ構造から効率的に引き出されます。また、高速ソートも可能です。ただし、メモリ効率はそれほど高くない場合があります。

従来のトライでは、単語の各文字をノードとしてツリーに格納します。しかし、あなたの場合、「アルファベット」は異なります。文字ではなく文字列を格納しています。

次のようになります。

root:                Root
                     /|\
                    / | \
                   /  |  \     
fruit:       Banana Apple Strawberry
              / |      |     \
             /  |      |      \
color:     Blue Yellow Green  Blue
            /   |       |       \
           /    |       |        \
end:      24   100      12        0

このリンクを参照してください：Pythonでのトライ

2つのキーを個別に使用したいので、2つの選択肢があります。

1. 2枚のとしてdictsと冗長データを格納{'banana' : {'blue' : 4, ...}, .... }して{'blue': {'banana':4, ...} ...}。その後、検索と並べ替えは簡単ですが、辞書を一緒に変更することを確認する必要があります。

2. ただ1つの辞書に保存してから、それらを反復する関数を記述します。例：

   d = {'banana' : {'blue' : 4, 'yellow':6}, 'apple':{'red':1} }
   
   blueFruit = [(fruit,d[fruit]['blue']) if d[fruit].has_key('blue') for fruit in d.keys()]