Python学习笔记3：元组和集合
Python学习笔记3：元组和集合
元组
存在意义
元组的定义为不可变更的有序对象集合，和列表只有一个区别：不可改变。也就是说元组声明后是不能改变其内容的。
这有意义吗？列表不是已经很好用了嘛。不，这真的很有意义。
我们回想以下Java或者PHP，在实际使用中是不是会声明大量的const值，比如错误代码，或者描述性文字之类的直接写入代码的硬编码部分。这些内容都是一旦声明你就不希望其它程序有意或者无意地去改写。
但这些在Python中是无法实现的，因为Python并不支持const，而元组就是一种代替品。
《Head first Python》一书指出元组的性能是远优于列表的，Python解释器在这方面有针对性优化。当然这点是很容易理解的，毕竟对于一个兼顾数组和链表，功能相对复杂的容器，一个不可变的简单数据结构自然在某些性能上会胜过。但这里还是有很多东西可以细细琢磨，比如空间复杂度列表显而易见的要高出，但在读取方面，元组的时间复杂度是真的能优于列表？它是怎么做到的？
创建
直接声明
要直接声明一个元组可以这样：
a = ("a","b","c")
print(a)
输出
(‘a’, ‘b’, ‘c’)
这很容易，和列表的唯一区别就是把中括号换成了小括号。
但有一种特例需要特别说明，如果你要声明的元组中只包含一个元素，那你不能写成('a'),而是要写成('a',)，原因也很明显，对于前者，Python解释器会认为()是优先级运算符，而非元组声明，只有加入一个逗号才能确实指明这里是元组声明。
类型转换
类型转换也很好理解，既然元组就是不能改变的列表，那当然可以直接由列表转换成元组，当然字符串什么的也是可以的：
a = tuple(["a","b","c"])
print(a)
输出
(‘a’, ‘b’, ‘c’)
集合
集合的定义是无序且具有唯一性的对象容器。这里集合这个概念其实就是中学数学里的集合，两者完全一致。它具有两个特性：
- 无序：这点和字典一样。
- 唯一性：集合的元素在集合中都是唯一的，不能重复。
创建
直接声明
a = {
"a","b","c"}
print(a)
输出
{‘a’, ‘b’, ‘c’}
集合的声明很简单，同字典类似，使用大括号，区别就是集合中没有键值对。
类型转换
和其它常用容器一样，集合也可以通过类型钻换创建：
a = set("aabbccddee")
print(a)
输出
{‘a’, ‘c’, ‘d’, ‘e’, ‘b’}
可以看到转换前的字符串是有重复字符的，但集合的特性决定了转换后必然是去重的。
集合运算
前面说过了，集合是一个数学上的概念，自然也支持数学上的集合运算，即交集，并集和补集。
交
a = set("abcde")
b = set("be12345gw")
c = a.intersection(b)
print(a)
print(b)
print(c)
输出
{‘b’, ‘a’, ‘e’, ‘c’, ‘d’}
{‘2’, ‘3’, ‘b’, ‘4’, ‘w’, ‘5’, ‘e’, ‘1’, ‘g’}
{‘b’, ‘e’}
可以看出，交集就是求两个集合重复的元素集。
并
a = set("abcde")
b = set("be12345gw")
c = a.union(b)
print(a)
print(b)
print(c)
输出
{‘b’, ‘c’, ‘e’, ‘a’, ‘d’}
{‘5’, ‘3’, ‘b’, ‘g’, ‘1’, ‘4’, ‘2’, ‘e’, ‘w’}
{‘w’, ‘5’, ‘3’, ‘b’, ‘g’, ‘c’, ‘1’, ‘4’, ‘2’, ‘e’, ‘a’, ‘d’}
并集也很好理解，就是两个集合的所有元素加起来，再去重。
补
补集也有叫差集，定义为b在a中的补集即a中的元素减去a和b的交集。对应的代码示例如下：
a = set("abcde")
b = set("be12345gw")
c = a.difference(b)
print(a)
print(b)
print(c)
输出
{‘b’, ‘c’, ‘d’, ‘a’, ‘e’}
{‘4’, ‘2’, ‘e’, ‘1’, ‘5’, ‘3’, ‘w’, ‘b’, ‘g’}
{‘a’, ‘d’, ‘c’}
如果要求a在b中的补集那就是反过来b.difference(a)。
如果想和我一样复习一下集合的数学概念的，可以阅读**百度百科**。
存在意义
集合在某些情况下极为有用，比如要对比两个字符串，求它们中重复的字符，在这种情况下将其转换为两个集合再求交集即可。
这里不再一一举例，对于各种容器，只有经常思考，使用中对比其各自优缺点，才能真正运用自如。
增删改查
对集合的增删改查相对简单，这里简单介绍一下：
a = set("abcde")
#追加元素
a.add("f")
print(a)
#删除元素
a.remove("a")
print(a)
输出
{‘f’, ‘b’, ‘e’, ‘c’, ‘a’, ‘d’}
{‘f’, ‘b’, ‘e’, ‘c’, ‘d’}