第16条　用get处理键不在字典中的情况，不要使用in与KeyError

字典有三种基本的交互操作：访问、赋值以及删除键值对。字典的内容经常变动，所以完全有可能（甚至在很大概率上）会出现这样的情况，也就是你想访问或删除的键已经不在字典中了。

例如，我们要给一家三明治店设计菜单，所以想先确定大家喜欢吃哪些类型的面包。于是，我们定义这样一个字典，把每种款式的名字和它当前的得票数关联起来。

如果要记录新的一票，首先得判断对应的键在不在字典里。如果不在，那就把这个键已经得到的票数默认为0，然后增加得票数。这需要两次访问这个键，第一次是为了判断它在不在字典里，第二次是为了用它来获取对应的值，而且还要做一次赋值。下面，我们就用if语句来实现该逻辑，如果字典里有这个键，那么if语句中的in表达式等于True。

还有个办法也能实现相同的功能，就是利用KeyError异常。如果程序抛出了这个异常，那说明要获取的键不在字典里。这个写法比刚才那种简单，因为只需要访问一次键名就可以了（也就是在试图获取键值的那行语句中）。赋值操作与刚才那种写法相同。

获取字典中存在的键，或给字典中不存在的键指定默认值，这两种操作非常常见。所以，Python内置的字典（dict）类型提供了get方法，可以通过第一个参数指定自己想查的键，并通过第二个参数指定这个键不存在时应返回的默认值。这种写法也只需要在查询键值时访问一次键名，然后做一次赋值操作，但要比刚才那种通过KeyError实现的方案简单得多。

对于通过in表达式与KeyError实现的那两种方案来说，确实可以通过各种技巧来简化代码，但不管怎么简化，都没办法完全消除重复赋值。所以，优先考虑用get方法来实现，因为in方案与KeyError方案无论如何都比它复杂难懂。

如果字典里的数据属于比较简单的类型，那么代码最简短、表达最清晰的方案就是get方案。

如果字典里保存的数据比较复杂，例如列表（list），那该怎么办？例如，这次不仅要记录每种面包的得票数，而且要记录投票的人。那可以像下面这样，把面包的名称（也就是键名）跟一份列表关联起来，而那份列表指的就是喜欢这种面包的人。

在采用in表达式实现的方案里，如果键名已经存在，那么需要访问两次（一次是在if语句里，另一次是在获取投票人列表的那条names = votes[key]语句里）；如果键名不存在，那就只需要在if语句中访问一次，然后在else分支中赋一次值。这和上面那个单纯统计得票数的例子不同，这次如果发现键名不存在，那么只需要把空白的列表与这个键关联起来就行了。那条带有两个等号的赋值语句（votes[key] = names = []），既可以把空白列表赋给names变量，又可以把这份列表与key相关联，这两项操作，只需要一行语句即可表达出来。把默认值（也就是空白列表）插入字典后，不需要再用另一条赋值语句给其中的某个元素赋值，因为可以直接在指向这份列表的names变量上调用append方法把投票人的名字添加进去。

对于字典值为列表的情况来说，除了刚才的in方案，还可以像前面那个例子一样，利用KeyError异常来实现。如果键已经在字典中，那么这种方案只需要在try块里访问一次键名；如果不在字典中，那么要先在try块里访问一次键名，然后在except块中做一次赋值。这种写法要比in方案简单。

同样，这个例子也能用get方法改写。这样的话，如果键存在，那么只需要在调用get方法的时候，访问一次键名就可以了；如果键不存在，那么访问键名之后，还需要在if块中用键名key作为下标赋一次值。

在这个方案中，无论votes.get(key)的结果是不是None，都要先把这个结果赋给names变量，只不过在结果是None的时候，还需要在if块中做一些处理。这种逻辑用赋值表达式（Python 3.8引入的，参见第10条）改写可以再节省一行代码，而且读起来更清晰。

dict类型提供了setdefault方法，能够继续简化代码。这个方法会查询字典里有没有这个键，如果有，就返回对应的值；如果没有，就先把用户提供的默认值跟这个键关联起来并插入字典，然后返回这个值。总之，这个方法所返回的值肯定已经跟键关联起来了，无论这个值是字典里本来就有的，还是作为默认值刚添加到字典里的，它都能保证这一点。现在我们就用setdefault方法来实现与上面get方案相同的逻辑。

这样写是正确的，而且要比采用赋值表达式的get方案少一行。但这种写法不太好懂，因为该方法的名字setdefault（设置默认值）没办法让人立即明白它的作用。如果字典里本身就有这个键，那么这个方法要做的，其实仅仅是返回相关的值而已，这时它并不会set（设置）什么数据。所以为什么不叫get_or_set（获取或设置）呢？当然笔者并不是故意要在这个小问题上纠缠，只是想表达：不是特别熟悉Python的人，在代码中初次看到这种写法时可能会比较困惑代码要完成什么逻辑，因为这个方法的名字并没有清晰地表达出它的功能。

还有个关键的地方要注意：在字典里面没有这个键时，setdefault方法会把默认值直接放到字典里，而不是先给它做副本，然后把副本放到字典中。我们用下面这段代码演示一下默认值为列表时可能出现的问题。

这意味着每次调用setdefault时都要构造一个新的默认值出来。在本例中，这就相当于每次调用时，不管字典里有没有这个键，都得分配一个list实例，这有可能产生比较大的性能开销。假如我们像刚才一样，试着复用这个表示默认值的对象（可能尝试这样做来提高效率和可读性），那么就有可能出现奇怪的效果和bug（第24条也讲了这样一个问题）。

回到之前那个只记录票数而不记录投票人的例子。那个例子为什么不用setdefault改写呢？比如，可以这样写：

这样写的问题是，根本就没必要调用setdefault，因为不管字典里有没有这个键，我们都要递增它所对应的值。在字典里没有这个键的情况下，这种写法会先通过setdefault把默认值0赋给这个键，然后再通过counters[key] = count + 1把递增之后的值更新到字典中，这其实完全没有必要。无论字典里有没有这个键，之前那种get方案都只需要一次访问操作与一次赋值操作即可，而目前的setdefault方案（在字典里没有键的情况下）需要一次访问操作与两次赋值操作。

只有在少数几种情况下用setdefault处理缺失的键才是最简短的方式，例如这种情况：与键相关联的默认值构造起来开销很低且可以变化，而且不用担心异常问题（例如list实例）。在这种特殊的场合，或许可以用这个名字有点儿奇怪的setdefault方法取代行数稍微多一些的get方案。即便如此，一般也应该优先考虑用defaultdict（带默认值的字典）取代dict（参见第17条）。