第18条　学会利用__missing__构造依赖键的默认值

内置的dict类型提供了setdefault方法，在特殊场合可以用这个方法处理缺失的键，这样做要比其他方案少写一些代码（参见第16条）。然而，对于一般的情况来说，还是应该考虑内置的collections模块中的defaultdict类型（参见第17条）。当然，也有一些任务是setdefault和defaultdict都处理不好的。

例如，我们要写一个程序，在文件系统里管理社交网络账号中的图片。这个程序应该用字典把这些图片的路径名跟相关的文件句柄（file handle）关联起来，这样我们就能方便地读取并写入图像了。下面，先用普通的dict实例实现。我们把get方法与赋值表达式（Python 3.8版引入，参见第10条）结合起来，判断字典里有没有当前要操作的这个键。

如果字典里已经有这个handle了，那么这种写法只需要进行一次字典访问。如果没有，那么它会通过get方法访问一次字典，然后在try/except/else结构的else分支中做一次赋值（带finally块的结构也可以这样做，参见第65条）。读取数据的代码与打开文件并处理异常的代码可以分开写。

这套逻辑也能用in表达式或KeyError实现，但那两种方案的字典访问次数与代码嵌套层数都比较多。有人可能觉得，既然这套逻辑能用get、in与KeyError这三种方案实现，那么也应该可以用第四种方案，也就是setdefault方法来实现。

这样写有很多问题。首先，即便图片的路径名已经在字典里了，程序也还是得调用内置的open函数创建文件句柄，于是导致这个程序要给已经创建过handle的那份文件再度创建handle（两者可能相互冲突）。另外，如果try块抛出异常，那我们可能无法判断这个异常是open函数导致的，还是setdefault方法导致的，因为这两次调用全都写在了同一行代码里（其他一些类似字典的实现方案或许可以做到，参见第43条）。

如果要把这套逻辑用作内部状态的管理，那么可能还会想到第五种方案，就是用defaultdict来记录跟踪这些图片。下面用defaultdict类实现相同的逻辑，只不过这次得专门写一个辅助函数。

程序出错的原因在于，传给defaultdict的那个函数只能是不需要参数的函数，而我们写的辅助函数却要求调用方传入一个参数。defaultdict并不知道当前要访问的这个键叫什么名字，所以没办法给辅助函数传递这个参数，这也意味着我们没办法用这个参数去调用open。这种情况下，setdefault与defaultdict都无法满足需求。

这种需求很常见，因此Python内置了一种解决方案，可以通过继承dict类型并实现__missing__特殊方法来解决这个问题。我们可以把字典里不存在这个键时所要执行的逻辑写在这个方法中。下面定义一个新的类，让它利用刚才写的那个辅助函数来实现__missing__方法。

访问pictures[path]时，如果pictures字典里没有path这个键，那就会调用__missing__方法。这个方法必须根据key参数创建一份新的默认值，系统会把这个默认值插入字典并返回给调用方。以后再访问pictures[path]，就不会调用__missing__了，因为字典里已经有了对应的键与值（类似的机制还体现在__getattr__中，参见第47条）。