Python基础（十四、数据容器之集合Set）

什么是数据容器？
数据容器是Python中用于存储和操作数据的对象。它们可以容纳不同类型的数据，如数字、字符串、列表、字典等，并提供了各种方法来访问和操作这些数据。

有哪些数据容器？
Python提供了几种常见的数据容器，包括列表（List）、元组（Tuple）、字典（Dictionary）和集合（Set）。他们都能满足容纳多个元素的特点。
每种容器都有其独特的特点和用途，我们将逐一探索它们。

集合（Set）
集合是一个无序且唯一的数据容器，用于存储不重复的元素。它提供了高效的成员检查操作。例如，我们可以创建一个名为colors的集合来存储颜色：colors = {‘red’, ‘green’, ‘blue’}。

一、集合语法

在Python中，我们可以使用大括号 {} 或者 set() 函数来创建一个集合。
例如：

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

或者

my_set = set([1, 2, 3, 4, 5])

需要注意的是，如果要创建一个空集合，必须使用 set() 而不是 {}，因为 {} 创建的是一个空字典。

与其他数据结构类似，我们可以使用索引来访问集合中的元素。但是需要注意的是，由于集合是无序的，所以不能保证元素在集合中的位置。因此，通常我们使用集合的成员运算符 in 来判断元素是否存在于集合中。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(3 in my_set)  # 输出：True

二、集合的基本操作

添加元素

向集合中添加元素非常简单，我们可以使用 add() 方法来添加单个元素，使用 update() 方法来添加多个元素。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
my_set.add(6)
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}

my_set.update([7, 8, 9])
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

删除元素

从集合中删除元素同样很容易，我们可以使用 remove() 或者 discard() 方法来删除指定的元素。需要注意的是，remove() 方法在删除不存在的元素时会抛出异常，而 discard() 方法不会。例如：

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

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

随机删除元素，可获得删除的值

除了删除指定元素，我们还可以使用 pop() 方法随机删除并返回集合中的一个元素。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
removed_element = my_set.pop()
print(my_set)           # 输出：{2, 3, 4, 5}
print(removed_element)  # 输出：1

清空

使用clear()方法可以清空集合。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
my_set.clear()
print(my_set) # 输出：set()

取出2个集合的差集

集合1.difference(集合2)可取出两个集合的差集，集合1有而集合2没有。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
my_set2 = {1, 2, 5}
print(my_set.difference(my_set2)) # 输出：{3, 4}

消除2个集合的差集

集合1.difference_update(集合2)，比对两个集合，删除与集合2相同的元素，集合2不变。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
my_set2 = {1, 2, 5}
my_set.difference_update(my_set2)
print(my_set) # 输出：{3, 4}
print(my_set2) # 输出：{1, 2, 5}

合并2个集合

集合1.union(集合2)，合并成新集合，集合1和集合2不变。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
my_set2 = {1, 2, 5, 6}
my_set3 = my_set.union(my_set2)
print(my_set) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5}
print(my_set2) # 输出：{1, 2, 5, 6}
print(my_set3) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}

集合元素个数

len(集合)，获取集合内的元素个数。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(len(my_set)) # 输出：5

查询元素是否存在

要查询集合中是否存在某个元素，我们可以使用成员运算符 in。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(3 in my_set)  # 输出：True
print(6 in my_set)  # 输出：False

遍历集合

遍历集合的方法和遍历列表类似，我们可以使用 for 循环来迭代集合中的每个元素。例如：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
for item in my_set:
    print(item)

上述代码将依次打印出集合中的每个元素。

集合的遍历

下面是一些示例，演示了集合的各种操作：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
 # 添加元素
my_set.add(6)
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}

my_set.update([7, 8, 9])
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

 # 删除元素
my_set.remove(3)
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

my_set.discard(4)
print(my_set)  # 输出：{1, 2, 5, 6, 7, 8, 9}

 # 查询元素
print(3 in my_set)  # 输出：False
print(6 in my_set)  # 输出：True

 # 遍历集合
for item in my_set:
    print(item)

通过这些例子，你可以更好地理解集合的创建、修改、添加、删除、查询和遍历等基本操作。集合是Python中强大且常用的数据结构，它可以帮助我们高效地管理和操作不重复的元素。无论是去除重复项还是进行集合运算，集合都提供了很多方便的方法和操作符。