Python collections 進階資料容器型態
Python 內建的 list、dict 和 tuple 已經非常強大，但 collections 模組提供了額外的特化容器，能讓你在處理特定邏輯時，程式碼更簡潔、效能更好。
常用容器介紹
Counter：計數器
Counter 是一個繼承自 dict 的類別，專門用來計算可雜湊物件出現的次數。
from collections import Counter
# 從字串計數
counts = Counter("hello world")
print(counts) # Counter({'l': 3, 'o': 2, 'h': 1, 'e': 1, ' ': 1, 'w': 1, 'r': 1, 'd': 1})
# 取得出現頻率最高的第 N 個元素
print(counts.most_common(2)) # [('l', 3), ('o', 2)]
# 常見用途：計算詞頻
words = ["apple", "banana", "apple", "cherry", "banana", "apple"]
word_counts = Counter(words)
print(word_counts["apple"]) # 3
defaultdict：預設值字典
在操作字典時，如果存取不存在的鍵 (Key)，會噴出 KeyError。defaultdict 可以為不存在的鍵自動提供一個預設值。
from collections import defaultdict
# 預設值為空列表
d = defaultdict(list)
# 不需要先檢查鍵是否存在，直接 append
d['fruits'].append('apple')
d['fruits'].append('banana')
print(d['fruits']) # ['apple', 'banana']
print(d['unknown']) # [] (自動建立一個空列表)
namedtuple：具名元組
namedtuple 讓你可以建立像物件一樣、可以透過「名稱」存取欄位的元組。比普通元組更具讀懂性，比類別 (class) 更輕量。
from collections import namedtuple
# 定義一個名為 Point 的型別，包含 'x' 和 'y' 兩個欄位
Point = namedtuple('Point', ['x', 'y'])
p = Point(10, 20)
print(p.x, p.y) # 10 20 (透過屬性名稱存取)
print(p[0]) # 10 (仍可透過索引存取)
deque：雙向隊列
list 在前端插入或刪除元素 (pop(0)) 的效能極差（O(n)）。deque (Double-ended queue) 則是為了高效的兩端操作而設計（O(1)）。
from collections import deque
q = deque(['middle'])
# 在兩端新增
q.append('right')
q.appendleft('left')
print(q) # deque(['left', 'middle', 'right'])
# 在兩端彈出
q.pop() # 移除並回傳 'right'
q.popleft() # 移除並回傳 'left'
實務案例：使用 Counter 與 defaultdict 分組數據
假設我們有一份學生分數列表，想統計各個等級的學生名單：
from collections import defaultdict
scores = [
("Alice", 85), ("Bob", 92), ("Charlie", 78),
("David", 85), ("Eve", 92)
]
# 按分數將姓名分組
grouped_students = defaultdict(list)
for name, score in scores:
grouped_students[score].append(name)
print(dict(grouped_students))
# {85: ['Alice', 'David'], 92: ['Bob', 'Eve'], 78: ['Charlie']}
總結
Counter：快速計算頻率。defaultdict：簡化字典初始化邏輯，避免KeyError。namedtuple：增加程式碼可讀性，代替僅存數據的簡單類別。deque：高性能的佇列 (Queue) 與堆疊 (Stack) 實現。OrderedDict：保留插入順序（Python 3.7+ 的原生dict已具備此特性，但在某些舊代碼或特定繼承場景仍有用）。
熟練使用 collections 模組可以提升程式碼效率，也是邁向 Python 進階開發者的重要一步。