将序列分解为单独变量

我们有一个N个元素的元组或者序列，想要分解为N个单独的变量

解决方案：任何序列或者可迭代的对象（包括字符串，文件，迭代器以及生成器）都要通过一个简单的赋值操作来分解为单独的变量，要求是变量的总数和结构要与序列吻合。

Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> p = (4,5)
>>> x,y = p
>>> x
4
>>> y
5

从任意长度的可迭代对象中分解元素

上面我们说过可以通过赋值操作来分解单独的变量，但是要求变量总数与结构要与序列吻合，如果需要从某个可迭代对象中分解出N个元素，但是可迭代的对象长度超过N的时候就会导致如下异常：

Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> p = (1,2,3)
>>> x,y = p
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: too many values to unpack (expected 2)

解决方案：利用*表达式，可以处理分解位置或者任意长度的可迭代对象，或者在迭代一个变长的元组序列，以及结合某些特定的字符串处理操作，比如拆分操作。

Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> *headdata,current=[10,3,2,6,8,5] #*修饰的变量位于列表第一个位置，轻松分别头部和尾部
>>> headdata
[10, 3, 2, 6, 8]
>>> current
5
>>> record=('dave','dave@example.com','773-555-1212','847-555-1212')
>>> name,email,*phone_numbers=record#*修饰的变量位于列表最后一个位置
>>> name
'dave'
>>> email
'dave@example.com'
>>> phone_numbers
['773-555-1212', '847-555-1212']
>>> line='nobody:*:-2:-3:Unpriviledged User:/var/empty:/usr/bin/false'
>>> uname,*fields,homedir,sh=line.split(':') #*修饰的变量位于中间位置，且与字符串处理操作相结合
>>> uname
'nobody'
>>> homedir
'/var/empty'
>>> sh
'/usr/bin/false'
>>> fields
['*', '-2', '-3', 'Unpriviledged User']

保存最后N个元素

deque（maxlen=N）创建一个固定长度的队列，当有新的记录加入而队列已经满时，会自动移除老的记录（队列更加优雅和快速），如果不指定队列的大小，就会得到一个无界限的队列。

Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from collections import deque
>>> q = deque(maxlen=3)
>>> q.append(1)
>>> q.append(2)
>>> q.append(3)
>>> q
deque([1, 2, 3], maxlen=3)
>>> q.append(4)
>>> q
deque([2, 3, 4], maxlen=3)

找到最大或最小的N个元素

可以用最大（最小）堆。假设现在要找N个最大的元素，则首先把前N个元素入堆，并形成最小堆（堆顶元素为最小元素），下面每次有新元素来都和堆顶元素比较，如果小于等于堆顶元素则抛弃，否则删除堆顶元素并将新元素入堆，并维持堆序。如此下去直到遍历所有元素。heapq模块中的nlargest()和nsmallest()两个函数正好可以实现我们的需求。

Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import heapq
>>> nums = [1,2,3,4,5,6,7,8,9]
>>> print(heapq.nlargest(3,nums))
[9, 8, 7]
>>> print(heapq.nsmallest(3,nums))
[1, 2, 3]

如果同集合中元素总数目相比，N很小，那么下面的函数可以提供更好的性能，首先会在底层将数据转换成列表，且元素会以堆的顺序排列。

Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> nums = [1,5,3,-6,33,44,67]
>>> import heapq
>>> heap = list(nums)
>>> heapq.heapify(heap)
>>> heap
[-6, 1, 3, 5, 33, 44, 67]

如果N与集合本身的大小差不多，通常更快的方法是先对集合排序，再切片，这两个函数实际实现会跟使用它们的方法不同，会做一些优化，比如N大小与集合相近的时候，会采用排序的方法。

在字典中将键映射到多个值上

通常可以使用集合或者列表来实现：

d = {
    'a' : [1, 2, 3],
    'b' : [4, 5],  
}
 
e = {
    'a' : [1, 2, 3],
    'b' : [4, 5],  
}

为了能更方便的创建字典，可以使用defaultdict：

Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> from collections import defaultdict
>>> d = defaultdict(list)
>>> d['a'].append(1)
>>> d['a'].append(2)
>>> d['b'].append(4)
>>> print(d)
defaultdict(<class 'list'>, {'a': [1, 2], 'b': [4]})

创建一键多值的字典很容易，但是如果试着对第一个值初始化的时候，就会变得杂乱：

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

使用defaultdict后代码会清晰很多：

d = defaultdict(list)
for key, value in pairs:
    d[key].append(value)

参考来源：

1. 《Python Cookbook》