Python Counter: la sottoclasse per contare gli elementi

La classe Python Counter si usa per contare gli elementi all’interno di un container. Si tratta di una sottoclasse di dictionary (dizionario) e può essere usata assieme a diversi metodi per realizzare diverse operazioni.

Cos’è Python Counter?

Python Counter è uno strumento utile che consente di contare diversi elementi all’interno di una lista e di analizzare la frequenza con cui questi elementi compaiono. È una sottoclasse di dizionario. Mentre per brevi sequenze è possibile eseguire un conteggio manuale, Counter diventa indispensabile quando si ha a che fare con record di dati più estesi. Counter in Python è una variabile intera e presenta un valore iniziale “null”. Usando Counter una volta è possibile stabilire la frequenza di un oggetto. Se, invece, di desidera prendere in considerazione più oggetti diversi, è possibile usare Counter per ciascuno di essi.

La classe Counter può essere usata su liste, tuple di Python, dizionari e stringhe di Python. La sintassi è la seguente:

Counter(list)

Nei prossimi paragrafi ti mostreremo alcuni semplici esempi per aiutarti a capire come usare Python Counter nella pratica.

Python Counter con una lista

Nel primo esempio ci limitiamo a creare una semplice lista contenente valori diversi. La sintassi è la seguente:

Lista = ['a', 'a', 'b', 'a', 'c', 'b', 'b', 'c', 'a', 'c', 'b', 'c', 'c']

La lista presenta tre elementi diversi ‘a’, ‘b’ e ‘c’. Per scoprire la frequenza con cui ricorre ciascuno di questi elementi, usiamo Counter in Python. L’output sarà il seguente:

Counter({'c' : 5, 'a' : 4, 'b' : 4})

Per poter impiegare Python Counter, anzitutto è necessario importare la classe. Il risultato viene visualizzato con print. Il codice completo per questo esempio sarebbe:

from collections import Counter
Lista = ['a', 'a', 'b', 'a', 'c', 'b', 'b', 'c', 'a', 'c', 'b', 'c', 'c']
counter_lista = Counter(Lista)
print(Counter(Lista))

L’output è il seguente:

Counter({'c' : 5, 'a' : 4, 'b' : 4})

Funzionamento della classe Counter con una tupla

Il secondo esempio è molto simile al primo. Questa volta usiamo Python Counter con una tupla. In Python le tuple servono a salvare più valori di una variabile. Poiché Counter rappresenta una lista ordinata di oggetti, tale ordine viene preservato. Gli elementi sono racchiusi tra parentesi tonde e separati da virgole. Di conseguenza, il codice si scrive così:

from collections import Counter
Tupla = ('a', 'a', 'b', 'a', 'c', 'b', 'b', 'c', 'a', 'c', 'b', 'c', 'c')
print(Counter(Tupla))

L’output è uguale all’esempio precedente:

Counter({'c' : 5, 'a' : 4, 'b' : 4})

Uso nella classe Dictionary

In un dizionario gli elementi vengono salvati sottoforma di coppie chiave-valore e racchiusi tra parentesi tonde. Utilizzando Counter di Python su un dizionario, questo viene internamente convertito in un oggetto hashtable. In questo processo, gli elementi del dizionario originale diventano le chiavi di Counter, mentre i calcoli associati diventano i valori corrispondenti. Facendo riferimento al conteggio precedente, la sintassi si presenterebbe così:

from collections import Counter
Dictionary = {'a' : 4, 'b' : 4, 'c' : 5}
counter_dictionary = Counter(Dictionary)
print(Counter(Dictionary))

Questo l’output:

Counter({'c' : 5, 'a' : 4, 'b' : 4})

Python Counter in combinazione con una semplice stringa

L’efficienza e la praticità di Counter in Python diventano evidenti quando si applica questa classe a una stringa. Una stringa, in termini tecnici, è una sequenza ordinata di caratteri spazi compresi, racchiusa fra virgolette. Per il nostro esempio scegliamo la seguente stringa:

from collections import Counter
String = "Questo è un esempio."
counter_string = Counter(String)
print(Counter(String))

Ora ciascun carattere viene contato come sottostringa. L’output potrebbe essere il seguente:

Counter({'u': 2, 'e': 3, 's': 2, ' ': 3, 't': 1, 'Q': 1, 'o': 2, 'è': 1, 'p': 1, 'n': 1, 'm': 1, '.': 1, 'i':
1})

Estensioni con .update()

Python Counter può essere usato per numerosi scopi diversi. Uno di questi è la possibilità di ampliare un conteggio esistente. A tal proposito si utilizza il metodo .update(), che permette di aggiungere nuovi elementi o incrementare il conteggio di quelli esistenti. Di seguito abbiamo creato un semplice esempio basato sul principio descritto sopra, senza modificare la stringa originale:

from collections import Counter
Counter("rosa")
print(Counter(String))

Il risultato ottenuto è il seguente:

Counter({'r' : 1, 'o' : 1, 's' : 1, 'a' : 1})

Se ora usiamo .update(), il codice si scriverà nel seguente modo:

from collections import Counter
colori = Counter({'r' : 1, 'o' : 1, 's' : 1, 'a' : 1})
colori.update("nero")
print(colori)

L’output viene aggiornato come segue:

Counter({'r' : 2, 'o' : 2, 's' : 1, 'a' : 1, 'n' : 1, 'e' : 1})

Accedere ai valori di Python Counter

Poiché la classe Counter di Python funziona in modo simile a Dictionary ti consente di accedere ai valori. Nell’esempio di seguito ti mostriamo alcune varianti e i relativi risultati. A tal proposito “letters” funge da chiavi (keys) e “counts” da valori (values).

from collections import Counter
letters = Counter("pensilina")
letters["n"]
2
letters["i"]
2

for letter in letters:
	print(letter, letters[letter])
p 1
e 1
n 2
s 1
i 2
l 1
a 1

Di seguito presentiamo un possibile esempio con il metodo .keys():

for letter in letters.keys():
	print(letter, letters[letter])
p 1
e 1
n 2
s 1
i 2
l 1
a 1

Questo invece è un esempio con .values():

for count in letters.values():
	print(count)
1
1
2
1
2
1
1

Infine, questo è il metodo .items():

for letter, count in letters.items():
	print(letter, count)
p 1
e 1
n 2
s 1
i 2
l 1
a 1

Cancellare elementi dalla classe

Se vuoi cancellare un elemento da Python Counter, puoi usare il comando del:

from collections import Counter
esempio = {'r' : 1, 'o' : 1, 's' : 1, 'a' : 1}
del esempio["r"]
print(Counter(esempio))

Questo è il nuovo output:

Counter({'o' : 1, 's' : 1, 'a' : 1})

Determinare gli elementi più frequenti con most_common(n)

Con most_common(n) per Python Counter puoi determinare quali elementi ricorrono con maggiore e minore frequenza. Nell’esempio sottostante immaginiamo un prodotto disponibile in diverse varianti di colore, dove per ciascuna variante è indicata la quantità presente in magazzino. Un valore positivo rappresenta la disponibilità effettiva, mentre un valore negativo indica articoli prenotati ma non ancora in magazzino. Per determinare quale variante di colore ha la maggiore disponibilità in magazzino, usiamo il seguente codice:

from collections import Counter
varianti_di_colore = Counter({'rosa' : 2, 'nero' : -1, 'arancione' : 0})
più_articoli = varianti_di_colore.most_common(1)
print(più_articoli)

In questo caso l’output è:

[('rosa' : 2)]

Possiamo anche cercare gli articoli di cui sono disponibili pochi pezzi. Per farlo modifichiamo il codice come segue:

from collections import Counter
varianti di colore = Counter({'rosa' : 2, 'nero' : -1, 'arancione' : 0})
meno_articoli = varianti_di_colore.most_common()[:-2:-1]
print(meno_articoli)

Questo è il relativo output:

[('nero' : -1)]

Operazione aritmetica con Python Counter

Con Python Counter è anche possibile realizzare operazioni aritmetiche. Tuttavia, è bene notare che l’output può contenere solo valori positivi. Nel seguente codice è possibile testare vari tipi di operazione.

Una semplice addizione:

from collections import Counter
x = Counter(a=4, b=2, c=1)
y = Counter(a=2, b=1, c=2)
z = x + y
print(z)

Counter({'a' : 6, 's' : 3, 'c' : 3})

Una sottrazione:

from collections import Counter
x = Counter(a=4, b=2, c=1)
y = Counter(a=2, b=1, c=2)
z = x - y
print(z)

Counter({'a' : 2, 's' : 1})

Poiché il valore ‘c’ è negativo, non viene incluso nella lista.

Ordinare tipi di dati per frequenza

Questa classe consente anche di contare i tipi di dati all’interno di una cartella. A tal proposito immaginiamo una cartella denominata “immagini”, contenente numerosi file con diversi tipi di dati. Per creare una lista usiamo il seguente codice:

import pathlib
from collections import Counter
ordner_pfad = pathlib.Path("Bilder/")
extensions = [entry.suffix for entry in ordner_pfad.iterdir() if entry.is_file()]
extension_counter = Counter(extensions)
print(extension_counter)

Escludere valori negativi e nulli

Per eliminare valori negativi e nulli con Counter, puoi usare il seguente codice:

from collections import Counter
valori = Counter(a=6, b=0, c=1, d=-4)
valori = +valori
print(valori)

L’output è il seguente:

Counter({'r' : 6, 'c' : 1})