反转值为列表的字典的Pythonic方法是什么？

Question

我有一个类似于这样的字典：

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

我希望将其反转，使其看起来像这样：

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

我知道可以通过循环遍历letters_by_number中的键值对，然后再循环遍历value（即列表），并将（val，key）添加到字典中的列表中来实现此操作。这样做很麻烦，我感觉一定有更多“Pythonic”的方法。有什么建议吗？

- jxmorris12

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这个回答解决了您的问题吗？如何将字典中的列表值翻转 - Georgy

这个回答解决了你的问题吗？如何在Python中反转一个值为列表的字典？ - mkrieger1

Answer 1

这非常适合于collections.defaultdict：

>>> from collections import defaultdict
>>> numbers_by_letter = defaultdict(list)
>>> for k, seq in letters_by_number.items():
...     for letter in seq:
...         numbers_by_letter[letter].append(k)
... 
>>> dict(numbers_by_letter)
{'a': [1, 3, 4], 'b': [1, 2, 5], 'c': [1, 3, 5], 'd': [1, 2, 4]}

请注意，您实际上不需要最终的dict()调用（defaultdict已经为您提供了您可能想要的行为），但我在这里包含它是因为你的问题的结果是dict类型。

- Brad Solomon

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实际结果是：defaultdict(<type 'list'>, {'a': [1, 3, 4], 'c': [1, 3, 5], 'b': [1, 2, 5], 'd': [1, 2, 4]})，因为 numbers_by_letter 是一个 defaultdict。 - martineau

Answer 2

使用setdefault：

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

inv = {}
for k, vs in letters_by_number.items():
    for v in vs:
        inv.setdefault(v, []).append(k)

print(inv)

输出

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

- Dani Mesejo

Answer 3

一个（微不足道的）dict子类将使这变得非常容易：

class ListDict(dict):
    def __missing__(self, key):
        value = self[key] = []
        return value


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


numbers_by_letter = ListDict()
for key, values in letters_by_number.items():
    for value in values:
        numbers_by_letter[value].append(key)

from pprint import pprint
pprint(numbers_by_letter, width=40)

输出：

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

- martineau

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看起来这正是collections.defaultdict类所做的事情！你知道得越多！ - jxmorris12

@jxmorris12：在很大程度上，它实现了相同的功能，但一个区别是它不定义自己的'__repr __（）'或'__str__（）'方法，因此实例通常在显示时看起来像普通字典。另一个可能的优点是，根据您计划对结果进行的操作，'__missing__（）'方法可以被设置为执行其他非平凡的操作。 - martineau

@martineau 不过，作为子类，它的__repr__不应该有所不同吗？像这样 ListDict({'a': [1, 3, 4], ...})。 - wjandrea

@wjandrea：是的，从技术上讲——根据文档——它“应该”如此，因此返回的字符串可以用于重新创建对象。但是，如果您定义了一个，则它也将用作__str __（）方法，除非您还定义了该方法。这很快使类变得不太平凡，这有点违背了它的主要目的（效率）。 - martineau

Answer 4

这是一种使用字典推导式的解决方案，而不需要在循环中添加列表元素。通过将所有列表合并来构建键的集合，然后使用列表推导式构建每个列表。为了更加高效，我首先构建了另一个包含集合而不是列表的字典，使得 k in v 成为一个 O(1) 操作。

from itertools import chain

def invert_dict_of_lists(d):
    d = { i: set(v) for i, v in d.items() }
    return {
        k: [ i for i, v in d.items() if k in v ]
        for k in set(chain.from_iterable(d.values()))
    }

严格来说，在Python 3的现代版本中，字典保留了键插入的顺序。这会产生一个结果，其中键按照它们在列表中出现的顺序排列；而不是像你的示例中那样按字母顺序排列。如果你确实希望按排序顺序获取键，则将for k in set(...)更改为for k in sorted(set(...))。

- kaya3

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就我个人而言，我认为使用循环而不是推导式并没有违反Python的风格。Brad的回答更加简洁易懂，而且至少和使用推导式一样高效；他的方法也是我自己解决这个问题的方式。尽管如此，我还是发布了这个答案，因为问题暗示你想在不使用循环的情况下完成它。 - kaya3