Краткий ответ

Различие определяется специальным методом missing, который вызывается словарем при обращении через оператор индексации к отсутствующему ключу. В defaultdict этот метод вызывает сохранённую фабрику, записывает её результат по ключу и возвращает его. Методы get, in и проверка размера словаря механизм missing не запускают.

Исторический контекст

Обычный словарь требует отдельно проверять наличие ключа перед добавлением первого значения. Это делает типичные операции группировки, подсчёта и построения многозначного словаря более многословными и повышает риск ошибки.

defaultdict был создан как специализированное отображение поверх словаря: политика обработки отсутствующего ключа задаётся фабрикой, а не дублируется в каждом месте приложения. При этом обычное поведение словаря сохраняется для операций, которые не являются непосредственным чтением значения по ключу.

Постановка проблемы

Ключевой риск — считать, что любое обращение к отсутствующему ключу создаёт запись. Это неверно: выражение через get только возвращает значение по умолчанию, не изменяя словарь, тогда как индексация может вызвать побочный эффект — добавить новый ключ.

Такое различие важно в коде проверок, сериализации и отладки. Случайный доступ через индексацию может изменить размер словаря, повлиять на последующий обход и создать пустые записи, которые никогда не использовались по назначению.

Подробное решение

У defaultdict есть атрибут default_factory. Если он не равен None, обращение mapping[key] к отсутствующему ключу приводит к вызову фабрики без аргументов. Полученный объект помещается в словарь под этим ключом и возвращается вызывающему коду.

Минимальный пример:

from collections import defaultdict

counts = defaultdict(list)
counts["python"].append("генераторы")

print(counts["python"])
print(counts.get("missing"))
print("missing" in counts)
print(dict(counts))

После обращения через counts["python"] ключ уже существует, потому что фабрика list создала пустой список, а затем в него добавили значение. Обращение counts.get("missing") вернёт None, но ключ missing не появится; оператор in также только проверяет наличие.

Фабрика должна быть вызываемой без аргументов. Если она возвращает изменяемый объект, новый объект создаётся отдельно для каждого отсутствующего ключа, поэтому значения разных ключей не разделяют один список или множество.

Если фабрика выбрасывает исключение, обращение к отсутствующему ключу не создаёт запись, а исключение передаётся вызывающему коду. Если default_factory равен None, поведение соответствует обычному словарю: возникает KeyError.

Важно отличать defaultdict от setdefault. setdefault получает явно переданное значение по умолчанию и может создать запись при вызове, тогда как defaultdict использует одну фабрику, связанную с типом отображения. Поэтому defaultdict удобен для однородной политики инициализации, но менее прозрачен, если создание значения должно происходить только в явно обозначенном месте.

Ситуация из практики

Сервис группирует события по идентификатору пользователя. Вариант с обычным словарём требует сначала проверить наличие ключа, затем создать список и только после этого добавить событие. Это надёжно, но повторяет шаблон в нескольких обработчиках.

Вариант с defaultdict(list) сокращает код и исключает гонку между проверкой и инициализацией в рамках одной операции Python. Его недостаток — чтение через индексацию становится изменяющим действием: попытка вывести статистику по неизвестному пользователю создаст пустую группу.

Выбранное решение — использовать defaultdict(list) только в локальном этапе группировки, а для чтения внешних ключей применять get или обычный словарь с явной проверкой. В результате код накопления остаётся компактным, а диагностические и сериализационные операции не загрязняют структуру пустыми ключами.

Что кандидаты часто упускают

Вызывает ли get фабрику defaultdict для отсутствующего ключа?

Нет. get не вызывает missing, поэтому фабрика не запускается и словарь не изменяется. Это позволяет безопасно получить необязательное значение, но нужно явно обработать None или другое значение по умолчанию.

Что произойдёт, если фабрика возвращает изменяемый объект?

Для каждого нового ключа фабрика вызывается отдельно, поэтому, например, list создаёт независимый список. Общий объект появится только при ошибочной передаче одной заранее созданной коллекции через setdefault или при ручном присваивании одной и той же ссылки нескольким ключам.

Запускает ли проверка key in defaultdict создание значения?

Нет. Оператор in проверяет наличие ключа без вызова фабрики. Поэтому конструкция с предварительной проверкой не создаёт запись сама по себе, хотя обычно для простого накопления она избыточна по сравнению с прямой индексацией defaultdict.