Python 支持排序字典——类似于 C++ 映射？答案

【问题标题】：Python support sorted dictionary -- similar to C++ map?Python 支持排序字典——类似于 C++ 映射？
【发布时间】：2016-05-21 15:23:00
【问题描述】：

我使用的是 Python 2.7.x。我有一本字典（我的意思是{}），键是int，值是字符串。我想检索具有最小整数值的键。在 C++ 中，我认为我们可以使用 map，它对键进行排序。在 Python 中，不确定我们是否可以利用类似的东西？如果我的理解是正确的，Python 字典（我的意思是{}）不是按键排序的。

提前致谢，林

【问题讨论】：

如果可以提前排序，也许docs.python.org/2/library/…
相关：pypi.python.org/pypi/bintrees/2.0.2
@LinMa：不，你不需要dict，一个RB树就足以完成关联容器的事情（键=>值映射是O（log n））和保持排序的东西（std::map 通常实现为 RB 树）。但是请注意，dict 在一般情况下具有 O(1) 查找（如 C++ 中的 std::unordered_map），并且在解释器中直接用 C 语言编写，因此，根据实现，RB 树可能要慢得多（尤其是如果它是用纯 Python 实现的）。
@LinMa：任何需要查找的东西。
@LinMa:they claim SortedDict is faster 不是基于树的实现，但请随意对两者进行基准测试，看看哪种方法最适合您。从使用的角度来看，它们应该基本相同。

标签： python c++ dictionary

【解决方案1】：

更新

OP 表示在查找字典中的最小键时需要 O(1) 性能。试试sortedcontainers 模块。它提供了一个SortedDict 类：

>>> from sortedcontainers import SortedDict
>>> d = SortedDict({100: 'a', 27: 'b', 1234: 'c'})
>>> d.keys()
SortedSet([27, 100, 1234], key=None, load=1000)
>>> d.keys()[0]
27
>>> d[d.keys()[0]]
'b'

对于 Python 内置字典，您可以使用 min(d) 查找最低键：

>>> d = {100: 'a', 27: 'b', 1234: 'c'}
>>> print(d)
{1234: 'c', 27: 'b', 100: 'a'}
>>> print(min(d))
27
>>> print(d[min(d)])
b

【讨论】：

这可能比根据我的解决方案使用有序字典更容易。
或者，不是对所有键进行排序，而是取最小值：min(d.keys())
@jgfооt：谢谢！其实这就是我最初想做的，但是在写答案的时候忘记了。
或者，如果您希望它作为键值对：min(d.iteritems())
应该提到的是，min() 在 map.first() 的等效 C++ 代码中将是 O(n) 而不是 O(1)。根据需要，这可能会或可能不会重要。

【解决方案2】：

Python中有二叉树的实现：

https://pypi.python.org/pypi/bintrees/2.0.2

您也可以使用blist.sorteddict。

您还可以使用内置的bisect 模块来维护一个有序的元组列表。

如果您只关心找到最小值并且您实际上并不关心维护排序，您可以使用内置的heapq 模块来维护一个最小堆数据结构，让您可以持续访问最小的元素。

【讨论】：

【解决方案3】：

在 Python 中，字典在内部由哈希表表示，因此您无法以原生方式按排序顺序取回键。您可以使用sorted(d.keys()) 按排序顺序返回键列表。如果您对键进行预排序，您也可以使用collections.OrderedDict。如果您事先不知道键的顺序，并且需要在插入值时保持键的排序顺序，您可以查看 this library 的 SortedDict 类型。

【讨论】：

你可能应该提到它是collections.OrderedDict。
感谢 Kurt，如果我需要动态添加/删除元素（无法提前决定），我可以使用 OrderedDict 吗？谢谢。
@LinMa collections.OrderedDict 仅维护插入顺序中的项目而不是排序顺序。这就是为什么您必须提前知道密钥顺序的原因。该链接处的库保持排序顺序。
感谢库尔特，让我确认我的理解是正确的，因为您提供了多个很好的参考。 :) 对于您认为解决我的问题的库，它是 SortedDict，而不是 OrderedDict，对吗？谢谢。

【解决方案4】：

根据@mhawke 的回答，您可以简单地这样做：

d = {1 : "a", 2 : "b", 3 : "c" }
print d[min(d.keys())] # => 'a'

【讨论】：

谢谢大家，我正在做与你现在做的相同的实现，但担心的是 min 将是 O(n) 而不是 O(1)。感谢您的建议。谢谢。