Python Counter: Elemente zählen mit der Unterklasse

Die Klasse Python Counter wird genutzt, um Elemente in einem Container zu zählen. Es handelt sich dabei um eine Dictionary-Unterklasse, die in Kombination mit unterschiedlichen Methoden zahlreiche denkbare Einsatzzwecke hat.

Was ist Python Counter?

Bei Python Counter handelt es sich um ein nützliches Tool, das verschiedene Elemente in einer Liste zählen kann und anzeigt, wie häufig diese Elemente vorkommen. Es handelt sich dabei um eine Unterklasse von Dictionary. Während diese Aufgabe bei einer kurzen Abfolge von Werten noch einfach und manuell erledigt werden kann, ist das bei langen Datensätzen deutlich komplizierter. Python Counter selbst ist eine integre Variable, die den Ausgangswert „Null“ hat. Ein einziger Counter gibt die Häufigkeit eines Objektes aus. Möchten Sie mehrere unterschiedliche Objekte berücksichtigen, nutzen Sie für jedes einzelne einen eigenen Zähler.

Die Counter-Klasse kann auf Listen, Python-Tuples, Dictionarys und Python-Strings angewendet werden. Ihre Syntax sieht wie folgt aus:

Counter(list)

In den folgenden Abschnitten zeigen wir Ihnen anhand einiger einfacher Beispiele, wie Sie Python Counter in der Praxis einsetzen können.

Python Counter mit einer Liste

Im ersten Beispiel erstellen wir eine einfache Liste mit unterschiedlichen Werten. Diese sieht so aus:

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

Die Liste hat drei verschiedene Elemente: ‘a’, ‘b’ und ‘c’. Um nun herauszufinden, wie häufig jedes dieser Elemente enthalten ist, wenden wir Python Counter an. Die Ausgabe würde dann folgendermaßen aussehen:

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

Um Python Counter einzusetzen, muss die Klasse zunächst importiert werden. Das Ergebnis wird mit print ausgegeben. Der komplette Code für dieses Beispiel wäre dann dieser:

from collections import Counter
Liste = ['a', 'a', 'b', 'a', 'c', 'b', 'b', 'c', 'a', 'c', 'b', 'c', 'c']
counter_liste = Counter(Liste)
print(Counter(Liste))

Die daraus resultierende Ausgabe sieht so aus:

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

So funktioniert die Counter-Klasse mit einem Tuple

Im zweiten Beispiel gehen wir sehr ähnlich vor. Dieses Mal soll Python Counter auf ein Tuple angewendet werden. Tuples werden in Python genutzt, um mehrere Werte in einer Variablen abspeichern zu können. Da es sich um eine geordnete Zusammenfassung von Objekten handelt, wird die Reihenfolge berücksichtigt. Die Objekte werden in runde Klammern gesetzt und durch Kommata getrennt. Entsprechend hat der Code folgende Form:

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

Die Ausgabe entspricht dem vorherigen Beispiel:

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

Einsatz in der Klasse Dictionary

In einem Dictionary werden Elemente als Schlüssel-Wert-Paare gespeichert und in geschwungene Klammern gesetzt. Wenn Sie Python Counter für das Dictionary anwenden, wird dieses zu einem Hashtable-Objekt umgewandelt. Die Elemente werden dadurch zu Schlüsseln und ihre Werte zur Anzahl des ursprünglichen Dictionarys. Für unser Beispiel von oben könnte dies so aussehen:

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

Die Ausgabe ist dann erneut diese:

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

Python Counter in Kombination mit einem einfachen String

Einen Eindruck davon, welche Zeitersparnis und Arbeitserleichterung Python Counter bieten kann, bekommen Sie, wenn Sie die Klasse auf einen String anwenden. Ein String ist die Abfolge von Zeichen, die durch Anführungsstriche markiert werden. Auch Leerzeichen werden dabei berücksichtigt. Wir wählen den folgenden String für unser Beispiel:

from collections import Counter
String = "Dies ist ein Beispiel."
counter_string = Counter(String)
print(Counter(String))

Nun wird jedes Zeichen als Substring gezählt. Die Ausgabe könnte also so aussehen:

Counter({'i': 4, 'e': 3, 's': 3, ' ': 3, 't': 2, 'D': 1, 'n': 1, 'B': 1, 'j': 1, 'p': 1, 'l': 1, '.': 1})

Erweiterungen mit .update()

Die Optionen, die Python Counter bietet, sind vielfältig. So ist es zum Beispiel auch möglich, eine bestehende Zählung zu erweitern. Dafür nutzen Sie .update() und verbinden diese Erweiterung mit dem Counter. Dabei erstellen wir zunächst einen einfachen Code nach dem obigen Prinzip, wobei wir den String zur Abwechslung nicht extra auszeichnen:

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

Unsere Ausgabe ist dann diese:

Counter({'b' : 1, 'l' : 1, 'a' : 1, 'u' : 1})

Wenden wir nun .update() an, sieht der Code so aus:

from collections import Counter
farben = Counter({'b' : 1, 'l' : 1, 'a' : 1, 'u' : 1})
farben.update("grau")
print(farben)

Dadurch erhalten wir auch eine aktualisierte Ausgabe:

Counter({'a' : 2, 'u' : 2, 'b' : 1, 'l' : 1, 'g' : 1, 'r' : 1})

Auf die Werte von Python Counter zugreifen

Sie haben die Möglichkeit, auf die Werte von Python Counter zuzugreifen, da diese Klasse ähnlich wie Dictionary funktioniert. Im folgenden Codebeispiel zeigen wir Ihnen einige Variationen und die dazugehörigen Ausgaben. Hierbei fungieren „letters“ als Schlüssel (keys) und „counts“ als Werte (values).

from collections import Counter
letters = Counter("flachdach")
letters["a"]
2
letters["h"]
2

for letter in letters:
	print(letter, letters[letter])
f 1
l 1
a 2
c 2
h 2
d 1

So sähe ein Beispiel mit der Methode .keys() aus:

for letter in letters.keys():
	print(letter, letters[letter])
f 1
l 1
a 2
c 2
h 2
d 1

Dies ist ein Beispiel mit .values():

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

Dies ist die Methode .items():

for letter, count in letters.items():
	print(letter, count)
f 1
l 1
a 2
c 2
h 2
d 1

Elemente aus der Klasse löschen

Wenn Sie ein Element aus Python Counter löschen möchten, ist dafür del die richtige Wahl:

from collections import Counter
beispiel = {'b' : 1, 'l' : 1, 'a' : 1, 'u' : 1}
del beispiel["b"]
print(Counter(beispiel))

Ihre neue Ausgabe sieht dann folgendermaßen aus:

Counter({'l' : 1, 'a' : 1, 'u' : 1})

Größte Anhäufung bestimmen mit most_common(n)

Mit most_common(n) für Python Counter können Sie herausfinden, welche Elemente am häufigsten und am seltensten vertreten sind. Dafür überlegen wir uns ein Beispiel, bei dem ein Produkt in verschiedenen Farben aufgelistet ist. Neben den Farben ist hinterlegt, wie häufig sich das Produkt in der entsprechenden Variante noch im Lager befindet. Ein negativer Wert bedeutet, dass sich kein entsprechender Artikel mehr im Lager befindet, diese Variante aber trotzdem vorbestellt wurde. Möchten wir nun überprüfen, von welcher Variante es noch die meisten Artikel gibt, nutzen wir dafür diesen Code:

from collections import Counter
farbvarianten = Counter({'blau' : 2, 'grau' : -1, 'schwarz' : 0})
meiste_artikel = farbvarianten.most_common(1)
print(meiste_artikel)

Die Ausgabe ist dann diese:

[('blau' : 2)]

Auch die kleinste Artikelanzahl können wir uns anzeigen lassen. Dafür ändern wir den Code folgendermaßen ab:

from collections import Counter
farbvarianten = Counter({'blau' : 2, 'grau' : -1, 'schwarz' : 0})
wenigste_artikel = farbvarianten.most_common()[:-2:-1]
print(wenigste_artikel)

Die entsprechende Ausgabe:

[('grau' : -1)]

Arithmetische Rechnung mit Python Counter

Auch arithmetische Rechnungen sind mit der Hilfe von Python Counter möglich. Wichtig zu beachten ist dabei allerdings, dass nur positive Werte ausgegeben werden. Im folgenden Code probieren wir einige Rechenarten aus.

Eine einfache Addition:

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, 'b' : 3, 'c' : 3})

So sieht die Subtraktion aus:

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, 'b' : 1})

Da der Wert von ‘c’ nun negativ wäre, wird er nicht mit ausgegeben.

Datentypen nach Häufigkeit sortieren

Eine weitere Option, die Ihnen die Klasse bietet, ist eine Aufzählung von Datentypen in einem Ordner. Dafür stellen wir uns beispielhaft einen Ordner vor, der „Bilder“ heißt und zahlreiche unterschiedliche Dateien mit verschiedenen Datentypen enthält. Für eine Auflistung verwenden wir den folgenden Code:

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)

Negative und Nullwerte ausschließen

Um Nullwerte oder negative Werte mit Python Counter zu entfernen, nutzen Sie diesen Code:

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

Die entsprechende Ausgabe ist dann diese:

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