Module collections cung cấp những kiểu hữu ích nào?

Question

Accepted Answer

Module **`collections`** cung cấp các kiểu container chuyên biệt mở rộng list/dict/tuple dựng sẵn với các lựa chọn thay thế tiện lợi, thường hiệu quả hơn cho các mẫu phổ biến. Biết chúng cho phép bạn viết code sạch hơn, nhanh hơn.

## defaultdict — dict với giá trị mặc định tự động

```python
from collections import defaultdict

# ❌ không có nó — phải kiểm tra/khởi tạo key thủ công
groups = {}
for item in items:
    if item.category not in groups:
        groups[item.category] = []
    groups[item.category].append(item)

# ✅ defaultdict tự tạo giá trị mặc định cho các key thiếu
groups = defaultdict(list)        # key thiếu → một list rỗng mới
for item in items:
    groups[item.category].append(item)   # không cần kiểm tra tồn tại
```

`defaultdict(list)` (hoặc `int`, `set`, v.v.) cung cấp một giá trị mặc định cho bất kỳ key thiếu nào — loại bỏ mẫu kiểm-tra-và-khởi-tạo phiền phức. Tuyệt vời cho nhóm và đếm.

## Counter — đếm số lần xuất hiện

```python
from collections import Counter

c = Counter("mississippi")         # Counter({'i': 4, 's': 4, 'p': 2, 'm': 1})
c.most_common(2)                    # [('i', 4), ('s', 4)] — top 2
c["x"]                              # 0 — key thiếu trả về 0, không lỗi

Counter(["a", "b", "a", "c", "a"])  # đếm các phần tử list → {'a': 3, 'b': 1, 'c': 1}
```

`Counter` khiến việc đếm tần suất trở nên đơn giản — đếm từ, phiếu bầu, số lần xuất hiện — với các method tiện lợi như `most_common`.

## deque — append/pop nhanh ở CẢ HAI đầu

```python
from collections import deque

q = deque([1, 2, 3])
q.append(4)          # thêm vào bên phải
q.appendleft(0)      # thêm vào bên TRÁI — O(1) (insert(0) của list là O(n)!)
q.popleft()          # xóa khỏi bên trái — O(1)
q = deque(maxlen=3)  # có giới hạn — tự bỏ các phần tử cũ (cửa sổ trượt)
```

`deque` là một hàng đợi hai đầu với append/pop O(1) ở cả hai đầu — lý tưởng cho hàng đợi, stack và cửa sổ trượt (một list thông thường là O(n) cho các thao tác ở đầu).

## namedtuple — bản ghi nhẹ, có tên

```python
from collections import namedtuple

Point = namedtuple("Point", ["x", "y"])
p = Point(3, 4)
p.x, p.y          # 3, 4 — truy cập theo TÊN (rõ hơn p[0], p[1])
p                 # Point(x=3, y=4) — dễ đọc
```

`namedtuple` cho tuple các field có tên — dễ đọc hơn truy cập theo chỉ số, immutable, tiết kiệm bộ nhớ. (Code hiện đại thường dùng `@dataclass` thay thế cho các bản ghi mutable.)

## OrderedDict / ChainMap (giờ ít gặp hơn)

```text
OrderedDict → dict có thứ tự (ít cần hơn từ khi dict thông thường giữ thứ tự trong 3.7+)
ChainMap    → tìm kiếm nhiều dict như một (ví dụ config/mặc định theo tầng)
```

## Tại sao điều này quan trọng

Module `collections` cung cấp công cụ đúng cho các mẫu phổ biến, dẫn đến code sạch hơn và thường hiệu quả hơn. `defaultdict` và `Counter` đơn giản hóa đáng kể việc nhóm và đếm (thay thế logic thủ công dài dòng); `deque` cho các thao tác hai đầu O(1) nơi mà một list sẽ chậm; `namedtuple` tạo các bản ghi nhẹ dễ đọc.

Với tới những cái này thay vì tự viết tay cùng các mẫu đó với dict/list thông thường là dấu hiệu của Python đúng phong cách, hiệu năng — chúng được dùng rộng rãi trong code thực tế cho xử lý dữ liệu, thuật toán và các API gọn gàng.