什么是OrderedDict？

OrderedDict是Python collections模块提供的一种字典子类，它保留键值对插入的顺序，这是与普通字典的主要区别。

创建OrderedDict对象

首先需要从collections模块导入OrderedDict：

from collections import OrderedDict

# 创建空的有序字典
od = OrderedDict()
print(od)  # OrderedDict()

# 从普通字典创建
od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])
print(od)  # OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

# 使用关键字参数创建
od = OrderedDict(a=1, b=2, c=3)
print(od)  # OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

添加和访问元素

添加元素的方法与普通字典相同，但顺序会被保留：

od = OrderedDict()

# 添加元素
od['first'] = 1
od['second'] = 2
od['third'] = 3

print(od)  # OrderedDict([('first', 1), ('second', 2), ('third', 3)])

# 访问元素
print(od['second'])  # 2

# 使用get方法
print(od.get('third'))  # 3

顺序操作方法

OrderedDict提供了一些特有的顺序操作方法：

1. move_to_end() 方法

将指定键移动到有序字典的末尾或开头：

od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3), ('d', 4)])
print("原始顺序:", list(od.keys()))

# 将'b'移动到最后
od.move_to_end('b')
print("移动后:", list(od.keys()))  # ['a', 'c', 'd', 'b']

# 将'a'移动到开头
od.move_to_end('a', last=False)
print("移动后:", list(od.keys()))  # ['a', 'c', 'd', 'b']

2. popitem() 方法

按照LIFO（后进先出）或FIFO（先进先出）顺序删除并返回键值对：

od = OrderedDict([('a', 1), ('b', 2), ('c', 3)])

# 默认LIFO顺序（删除最后插入的）
last_item = od.popitem()
print(last_item)  # ('c', 3)
print(od)  # OrderedDict([('a', 1), ('b', 2)])

# 使用FIFO顺序（删除最早插入的）
first_item = od.popitem(last=False)
print(first_item)  # ('a', 1)
print(od)  # OrderedDict([('b', 2)])

实际应用场景

1. 实现LRU缓存

Least Recently Used (最近最少使用) 缓存策略：

class LRUCache:
    def __init__(self, capacity: int):
        self.cache = OrderedDict()
        self.capacity = capacity

    def get(self, key: int) -> int:
        if key not in self.cache:
            return -1
        self.cache.move_to_end(key)
        return self.cache[key]

    def put(self, key: int, value: int) -> None:
        if key in self.cache:
            self.cache.move_to_end(key)
        self.cache[key] = value
        if len(self.cache) > self.capacity:
            self.cache.popitem(last=False)

2. 保持配置项顺序

读取配置文件时保持原始顺序：

config = OrderedDict()

# 按顺序添加配置项
config['database'] = 'localhost'
config['username'] = 'admin'
config['password'] = 'secret'
config['port'] = 5432

# 打印配置项（保持添加顺序）
for key, value in config.items():
    print(f"{key}: {value}")

OrderedDict vs 普通Dict

总结

OrderedDict是Python中处理有序键值对的强大工具，特别适用于：

• 需要保持元素插入顺序的场景
• 实现LRU缓存等数据结构
• 处理需要顺序的配置或数据
• 需要向后兼容Python旧版本的代码