collections.defaultdict()

from collections import defaultdict

# デフォルト値の型を指定して生成する
d = defaultdict(list) # 存在しないキーに空のリストを生成する
d = defaultdict(int) # 存在しないキーに 0 を生成する
d = defaultdict(set) # 存在しないキーに空のセットを生成する
d = defaultdict(str) # 存在しないキーに空文字列を生成する
d = defaultdict(lambda: デフォルト値) # 任意のデフォルト値を指定する

# 存在しないキーにアクセスすると自動でデフォルト値が生成される
d['新しいキー'].append(値) # KeyError が発生しない

collections_defaultdict.py

from collections import defaultdict

# defaultdict(list) でグルーピングする
students = [('夜神月', '刑事'), ('弥海砂', '法学'), ('夜神月', '格闘'), ('弥海砂', '刑事')]
by_student = defaultdict(list)
for name, subject in students:
    by_student[name].append(subject) # 存在しないキーでも KeyError なし

print(dict(by_student))
# {'夜神月': ['刑事', '格闘'], '弥海砂': ['法学', '刑事']}

# 通常の辞書では事前の初期化が必要（比較）
by_student_normal = {}
for name, subject in students:
    if name not in by_student_normal:
        by_student_normal[name] = []
    by_student_normal[name].append(subject)

# defaultdict(int) でカウントする
names = ['Light', 'Misa', 'Light', 'Soichiro', 'Misa', 'Light']
name_count = defaultdict(int)
for name in names:
    name_count[name] += 1 # 存在しないキーは 0 から始まる

print(dict(name_count))
# {'Light': 3, 'Misa': 2, 'Soichiro': 1}

# defaultdict(set) で重複なしのグルーピング
visits = [('夜神月', 'Tokyo'), ('弥海砂', 'Osaka'), ('夜神月', 'Tokyo'), ('夜神月', 'Kyoto')]
visited = defaultdict(set)
for name, city in visits:
    visited[name].add(city) # 重複は自動で除外される

print(dict(visited))
# {'夜神月': {'Tokyo', 'Kyoto'}, '弥海砂': {'Osaka'}}

# lambda で任意のデフォルト値を設定する
scores = defaultdict(lambda: 9999) # 未登録キャラのスコアは 9999
scores['夜神月'] = 120
print(scores['夜神月']) # 120
print(scores['L']) # 未登録のため 9999

# default_factory を確認する
d = defaultdict(list)
print(d.default_factory) # <class 'list'>

実行すると次のように出力されます。

python3 collections_defaultdict.py
{'夜神月': ['刑事', '格闘'], '弥海砂': ['法学', '刑事']}
{'Light': 3, 'Misa': 2, 'Soichiro': 1}
{'夜神月': {'Kyoto', 'Tokyo'}, '弥海砂': {'Osaka'}}
120
9999
<class 'list'>

よくあるミス1: 意図せずキーが追加される

『defaultdict』は存在しないキーにアクセスするとデフォルト値でキーを追加します。「確認のためにアクセスした」だけでもキーが追加されるため注意が必要です。

from collections import defaultdict

d = defaultdict(list)
print('夜神月' in d) # False
_ = d['夜神月'] # アクセスしただけでキーが追加される
print('夜神月' in d) # True（空リストが追加されている）
print(d) # defaultdict(<class 'list'>, {'夜神月': []})

# キーの存在確認だけしたい場合はinを使う
if '弥海砂' in d:
    print(d['弥海砂'])

よくあるミス2: default_factoryにインスタンスを渡す

デフォルト値の生成に同じオブジェクト（リストのインスタンスなど）を使うと、全キーで同じオブジェクトが共有されてしまいます。型（クラス）またはラムダ式を渡します。

まず、同じリストを返すラムダを使った場合の例です（全キーで共有されてしまう）。

shared_list = []
d = defaultdict(lambda: shared_list)
d['夜神月'].append('メモ帳')
print(d['L']) # ['メモ帳']（共有されている）

型を直接渡すと、キーごとに新しいオブジェクトが生成されます。

d = defaultdict(list)
d['夜神月'].append('メモ帳')
print(d['L']) # []（独立している）

『defaultdict』は通常の辞書と同様に使えますが、存在しないキーにアクセスした際に『KeyError』を発生させず、自動でデフォルト値を生成してそのキーに設定する点が異なります。これにより「キーが存在するか確認してから処理する」というボイラープレートコードが不要になります。

『defaultdict(int)』によるカウント処理は『Counter』と同様のことができますが、集計以外の複雑な処理を組み合わせる場合は『defaultdict』の方が柔軟です。単純なカウントであれば『Counter』の方がコードが簡潔になります。

『defaultdict』でデフォルト値が生成されると、そのキーが辞書に追加されます。単にデフォルト値を返すだけでキーを追加したくない場合は、通常の辞書の『get()』メソッドや『setdefault()』を使う方法があります。

要素のカウントは『collections.Counter()』を参照してください。