3.3 集合(Set)

集合(Set)是Python中的一个非常实用的数据结构,它是一个无序的、不重复的元素序列。集合用大括号 {} 表示,或者用 set() 函数创建一个空集合。集合的元素必须是不可变类型,例如整数、浮点数、字符串、元组等。

3.3.1 创建集合

创建集合的方法有两种:

  1. 使用大括号 {} 包围元素,例如:
fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
print(fruit_set)  # 输出:{'apple', 'banana', 'cherry'}
  1. 使用 set() 函数创建空集合或将其他序列转换为集合,例如:
empty_set = set()
print(empty_set)  # 输出:set()

number_list = [1, 2, 2, 3, 4, 5, 5, 6]
number_set = set(number_list)
print(number_set)  # 输出:{1, 2, 3, 4, 5, 6}

3.3.2 常用集合操作

  • 添加元素:使用 add() 方法添加一个元素。
fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
fruit_set.add("orange")
print(fruit_set)  # 输出:{'apple', 'banana', 'cherry', 'orange'}
  • 删除元素:使用 remove() 方法删除指定元素。如果元素不存在,会抛出 KeyError 异常。使用 discard() 方法删除指定元素,如果元素不存在,则不执行任何操作。
fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
fruit_set.remove("banana")
print(fruit_set)  # 输出:{'apple', 'cherry'}

fruit_set.discard("orange")
print(fruit_set)  # 输出:{'apple', 'cherry'}
  • 清空集合:使用 clear() 方法清空集合。
fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
fruit_set.clear()
print(fruit_set)  # 输出:set()
  • 判断元素是否在集合中:使用 in 关键字。
fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
print("apple" in fruit_set)  # 输出:True
print("orange" in fruit_set)  # 输出:False

3.3.3 集合之间的关系

集合之间可以进行并集、交集、差集和对称差等操作。

  • 并集(Union):使用 | 运算符或 union() 方法。
A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A | B
print(C)  # 输出:{1, 2, 3, 4, 5}

D = A.union(B)
print(D)  # 输出:{1, 2, 3, 4, 5}
  • 交集(Intersection):使用 & 运算符或 intersection() 方法。
A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A & B
print(C)  # 输出:{3}

D = A.intersection(B)
print(D)  # 输出:{3}
  • 差集(Difference):使用 - 运算符或 difference() 方法。
A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A - B
print(C)  # 输出:{1, 2}

D = A.difference(B)
print(D)  # 输出:{1, 2}
  • 对称差(Symmetric Difference):使用 ^ 运算符或 symmetric_difference() 方法。
A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A ^ B
print(C)  # 输出:{1, 2, 4, 5}

D = A.symmetric_difference(B)
print(D)  # 输出:{1, 2, 4, 5}

3.3.4 集合推导式

集合推导式是一种简洁的创建集合的方法,类似于列表推导式。集合推导式使用大括号 {} 包围,并在其中放置表达式和循环语句。例如,创建一个包含 1 到 10 的平方数的集合:

squares = {x**2 for x in range(1, 11)}
print(squares)  # 输出:{1, 64, 4, 36, 100, 9, 16, 49, 81, 25}

你可以在集合推导式中使用条件语句,例如,创建一个包含 1 到 10 中偶数平方数的集合:

even_squares = {x**2 for x in range(1, 11) if x % 2 == 0}
print(even_squares)  # 输出:{64, 4, 36, 100, 16}

现在你已经了解了 Python 集合的基本概念和操作。集合提供了一种方便的方法来存储不重复的元素,并在需要时执行集合操作。通过实践和学习更多实例,你将能够更熟练地运用 Python 集合解决问题。
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