跟着我学Python基础篇：08.集合和字典

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跟着我学Python基础篇：05.函数
跟着我学Python基础篇：06.列表
跟着我学Python基础篇：07.文本

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1. 集合

集合是包含一组唯一值的容器，和列表不一样，集合中的元素不以任何特定的顺序存储，不能通过位置进行访问。集合对象的可用操作和数学上的操作是一样的，因为集合不需要维护特定的顺序，集合操作和等价的列表操作相比要快地多。

1.1 创建和使用集合

为了创建带有初识元素的集合，可以指定包含在大括号中的元素。

cast={"lq","lxy","lx","mxm"}

或者，可以用set函数将任何序列转换为集合：

name=["tmo","jerry","tutu","shuazi"]
cast=set(name)

python中不能通过{}来创建空集合，但是可以使用没有参数的set来创建。

cast=set()

和其他容器一样，可以使用len函数来获取元素数量，使用in函数和not in函数来确定元素是否在集合中。

由于集合是无序的，不能像列表那样使用位置来访问集合中的元素，相反使用for循环迭代独立元素，但是注意，元素的访问顺序依赖于他们在内部是如何存储的，而非我们所看到的顺序。

name=["tmo","jerry","tutu","shuazi"]
cast=set(name)

for characters in cast:
    print(characters)

我们可以看到，集合输出中的顺序和创建时候的顺序是不同的。这种不保持初始顺序使更多高效操作得到可能。

1.2 增加和删除元素

集合对象可以添加和删除元素，提供了一些常用的方法来操作集合。下面是集合增加和删除元素的方法：

1. 增加元素：
   • add(element)：向集合中添加一个元素。
   • update(iterable)：将一个可迭代对象中的元素添加到集合中。

# 使用add()方法添加单个元素
my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set)  # 输出 {1, 2, 3, 4}

# 使用update()方法添加多个元素
my_set = {1, 2, 3}
my_set.update([4, 5, 6])
print(my_set)  # 输出 {1, 2, 3, 4, 5, 6}

2. 删除元素：
   • remove(element)：从集合中移除指定的元素，如果元素不存在，则抛出KeyError异常。
   • discard(element)：从集合中移除指定的元素，如果元素不存在，则不抛出异常。
   • pop()：随机移除并返回集合中的一个元素。
   • clear()：清空集合中的所有元素。

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

my_set.remove(3)
print(my_set)  # 输出 {1, 2, 4, 5}

my_set.discard(2)
print(my_set)  # 输出 {1, 4, 5}

element = my_set.pop()
print(element)  # 随机输出集合中的一个元素

my_set.clear()
print(my_set)  # 输出 set()

需要注意的是，尝试从集合中删除不存在的元素时，remove()方法会引发KeyError异常，而discard()方法则不会。此外，由于集合是无序的，因此使用pop()方法随机移除并返回集合中的一个元素。

1.3 子集，并集，交集和差集

在Python中，集合（Set）对象支持多种集合操作，包括子集、并集、交集和差集：

1. 子集（Subset）：
   • 如果集合A的所有元素都包含在集合B中，则集合A是集合B的子集。
   • 使用issubset()方法来检查一个集合是否是另一个集合的子集。

A = {1, 2, 3}
B = {1, 2, 3, 4, 5}

# 检查A是否是B的子集
result = A.issubset(B)
print(result)  # 输出 True

2. 并集（Union）：
   • 两个集合的并集包含了两个集合中的所有元素，且不重复。
   • 使用union()方法或者|运算符来获取两个集合的并集。

A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}

# 获取A和B的并集
result = A.union(B)  # 或者使用 result = A | B
print(result)  # 输出 {1, 2, 3, 4, 5}

3. 交集（Intersection）：
   • 两个集合的交集包含了同时存在于两个集合中的所有元素。
   • 使用intersection()方法或者&运算符来获取两个集合的交集。

A = {1, 2, 3, 4}
B = {3, 4, 5}

# 获取A和B的交集
result = A.intersection(B)  # 或者使用 result = A & B
print(result)  # 输出 {3, 4}

4. 差集（Difference）：
   • 一个集合相对于另一个集合的差集包含了属于第一个集合但不属于第二个集合的所有元素。
   • 使用difference()方法或者-运算符来获取两个集合的差集。

A = {1, 2, 3, 4}
B = {3, 4, 5}

# 获取A相对于B的差集
result = A.difference(B)  # 或者使用 result = A - B
print(result)  # 输出 {1, 2}

2. 字典

字典是在键和值之间的容器。字典中的每个键有个关联的值，键是唯一的值，但一个值可能会被关联到多个键上。
字典是可变的，可以动态添加、修改和删除键值对。

2.1 创建字典

1. 创建字典：

# 创建一个空字典
my_dict = {}

# 创建带有初始键值对的字典
my_dict = {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

2.2 访问字典

2. 访问字典中的值：

my_dict = {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 通过键访问值
print(my_dict['name'])  # 输出: John

# 使用get()方法访问值（如果键不存在，返回指定的默认值）
print(my_dict.get('age'))  # 输出: 25
print(my_dict.get('country', 'USA'))  # 输出: USA（键'country'不存在，返回默认值'USA'）

2.3 修改字典中的值

3. 修改字典中的值：

my_dict = {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 修改键'name'对应的值
my_dict['name'] = 'Mike'
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'Mike', 'age': 25, 'city': 'New York'}

2.4 添加新的键值对

4. 添加新的键值对：

my_dict = {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 添加新的键值对
my_dict['country'] = 'USA'
print(my_dict)  # 输出: {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York', 'country': 'USA'}

2.5 删除

5. 删除键值对：

my_dict = {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 删除键'age'对应的键值对
del my_dict['age']
print(my_dict)  # 输出：{'name': 'John', 'city': 'New York'}

# 清空字典
my_dict.clear()
print(my_dict)  # 输出: {}

2.6 遍历

6. 遍历字典：

my_dict = {'name': 'John', 'age': 25, 'city': 'New York'}

# 遍历键
for key in my_dict:
    print(key)  # 输出: name, age, city

# 遍历值
for value in my_dict.values():
    print(value)  # 输出: John, 25, New York

# 遍历键值对
for key, value in my_dict.items():
    print(key, value)  # 输出: name John, age 25, city New York