Python collections.Counter：高效计数、更新与算术运算

Python collections.Counter：高效计数、更新与算术运算

什么是 Python Counter？

Python 的 Counter 是专用容器，用于计算可迭代对象中每个元素的出现次数。它继承自 dict，以元素为键、计数为值存储，是哈希表式计数的理想工具。

为什么使用 Python Counter？

• 以无序、哈希表式结构存储数据，元素为键、计数为值。
• 轻松计算任何可迭代对象（字符串、列表、元组、字典）的项频次。
• 内置算术运算（加、减、交、并）支持强大的类集合操作。
• 可无缝聚合其他 Counter 实例的计数。

开始使用 Counter

从 collections 导入类：

from collections import Counter

现在可将任何可迭代对象传给 Counter 获取计数映射。

示例 – 计数列表

list1 = ['x','y','z','x','x','x','y','z']
print(Counter(list1))

输出：

Counter({'x': 4, 'y': 2, 'z': 2})

示例 – 计数字符串

my_str = "Welcome to Guru99 Tutorials!"
print(Counter(my_str))

输出：

Counter({'o': 3, ' ': 3, 'u': 3, 'e': 2, 'l': 2, 't': 2, 'r': 2, '9': 2, 'W': 1, 'c': 1, 'm': 1, 'G': 1, 'T': 1, 'i': 1, 'a': 1, 's': 1, '!': 1})

示例 – 计数字典

dict1 = {'x': 4, 'y': 2, 'z': 2}
print(Counter(dict1))

输出：

Counter({'x': 4, 'y': 2, 'z': 2})

示例 – 计数元组

tuple1 = ('x','y','z','x','x','x','y','z')
print(Counter(tuple1))

输出：

Counter({'x': 4, 'y': 2, 'z': 2})

初始化、更新与访问 Counter

初始化

print(Counter("Welcome to Guru99 Tutorials!"))  # 字符串
print(Counter(['x','y','z','x','x','x','y','z']))  # 列表
print(Counter({'x': 4, 'y': 2, 'z': 2}))  # 字典
print(Counter(('x','y','z','x','x','x','y','z')))  # 元组
# 空计数器
_count = Counter()

更新

_count.update('Welcome to Guru99 Tutorials!')
print(_count)

输出：

Counter({'o': 3, ' ': 3, 'u': 3, 'e': 2, 'l': 2, 't': 2, 'r': 2, '9': 2, 'W': 1, 'c': 1, 'm': 1, 'G': 1, 'T': 1, 'i': 1, 'a': 1, 's': 1, '!': 1})

访问计数

print('%s : %d' % ('u', _count['u']))
for char in 'Guru':
    print('%s : %d' % (char, _count[char]))

输出：

u : 3
G : 1
u : 3
r : 2
u : 3

删除元素

del _count['x']
print(_count)

输出：

Counter({'y': 2, 'z': 2})

算术运算

Counter 支持类集合算术。结果保留正计数；负值被丢弃。

counter1 = Counter({'x': 4, 'y': 2, 'z': -2})
counter2 = Counter({'x1': -12, 'y': 5, 'z': 4})
# 加法
print(counter1 + counter2)
# 减法
print(counter1 - counter2)
# 交集
print(counter1 & counter2)
# 并集
print(counter1 | counter2)

输出：

Counter({'y': 7, 'x': 4, 'z': 2})
Counter({'x1': 12, 'x': 4})
Counter({'y': 2})
Counter({'y': 5, 'x': 4, 'z': 4})

关键方法

• elements() – 返回正计数元素的迭代器。
• most_common([n]) – 返回前 n 个最常见元素的 (elem, count) 元组列表。
• subtract(other) – 从另一 Counter 减去计数。
• update(other) – 添加另一 Counter 的计数。

使用 elements()

counter = Counter({'x': 5, 'y': 2, 'z': -2, 'x1': 0})
for e in counter.elements():
    print(e)

输出：

x
x
x
x
x
y
y

使用 most_common()

counter = Counter({'x': 5, 'y': 12, 'z': -2, 'x1': 0})
print(counter.most_common(2))
print(counter.most_common())

输出：

[('y', 12), ('x', 5)]
[('y', 12), ('x', 5), ('x1', 0), ('z', -2)]

使用 subtract()

c1 = Counter({'x': 5, 'y': 12, 'z': -2, 'x1': 0})
c2 = Counter({'x': 2, 'y': 5})
c1.subtract(c2)
print(c1)

输出：

Counter({'y': 7, 'x': 3, 'x1': 0, 'z': -2})

使用 update()

c1 = Counter({'x': 5, 'y': 12, 'z': -2, 'x1': 0})
c2 = Counter({'x': 2, 'y': 5})
c1.update(c2)
print(c1)

输出：

Counter({'y': 17, 'x': 7, 'x1': 0, 'z': -2})

重新赋值计数

counter = Counter({'x': 5, 'y': 12, 'z': -2, 'x1': 0})
counter['y'] = 20
print(counter)

输出：

Counter({'y': 20, 'x': 5, 'x1': 0, 'z': -2})

获取与设置元素计数

counter = Counter({'x': 5, 'y': 12, 'z': -2, 'x1': 0})
print(counter['y'])
counter['y'] = 20
counter['y1'] = 10
print(counter)

输出：

12
Counter({'y': 20, 'y1': 10, 'x': 5, 'x1': 0, 'z': -2})

总结

• Counter 是字典子类，计算任何可迭代对象中的元素频次。
• 支持高效计数、算术运算和实用方法套件。
• 常用场景包括频率分析、直方图生成和数据聚合。
• 完整文档见 Python Counter 文档。