《Python进阶系列》十一:集合(set and frozenset)语法汇总

集合的基本语法知识

目前有两种集合类型:setfrozenset

可变集合:set()

set类型是可变的, 其内容可以使用 add() remove() 这样的方法来改变,因为是可变的,所以没有哈希值,且不能被用作字典的键或其它集合的元素。 set构建除了使用set构造器,非空的set还可以通过将以逗号分隔的元素列表包含于花括号之内来创建。

set的构造器方法:

  • set(iterable) :返回一个新的set对象,其元素来自于iterable。如果未指定 iterable,则将返回一个新的空集合。

可变集合类型的方法如下:

  • s.update(t):用t中的元素修改s,即,s现在包含st的成员。
  • s.intersection_update(t)s中的成员是共同属于st的元素。
  • s.difference_update(t)s中的成员是属于s但不包含在t中的元素。
  • s.symmetric_difference_update(t)s中的成员更新为那些包含在st中,但不是st共有的元素。
  • s.add(obj):在集合s中添加对象obj
  • s.remove(obj):从集合s中删除对象obj;如果obj不是集合s中的元素,将引发KeyError错误。
  • s.discard(obj):如果obj是集合s``中的元素,从集合s中删除对象obj
  • s.pop():删除集合s中的任意一个对象,并返回它。
  • s.clear():删除集合s中的所有元素。

注意事项:

  1. 集合是一个无序的不重复的元素序列,能够去重复,删除重复项。
  2. 空集合必须使用set(),因为{}是用来创建空字典。
  3. set中的数据一定要是不可变数据,否则报错。如下:
>>> set([1, 2, [1, 34]])
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

冻结集合:frozenset()

frozenset()方法返回一个不可变的frozenset对象,该对象使用给定iterable中的元素进行初始化。冻结集合(Frozen set)只是Python集合对象的不可变版本。 一个集合的元素可以随时修改,但是冻结集合的元素在创建后保持不变。因此,冻结集合可以用作Dictionary中的键或用作另一个集合的元素。 但是像集合一样,它也不是有序的。

frozenset()方法的语法为:

frozenset([iterable])
  • iterable(可选)- 可迭代对象,它包含用于初始化frozenset的元素。可迭代对象可以是集合、字典、元组等。
  • frozenset()方法返回一个不可变的frozenset,它使用给定iterable中的元素进行初始化。如果未传递任何参数,则返回一个空的frozenset

例子1:传入一个元组。

>>> vowels = ('a', 'e', 'i', 'o', 'u')
>>> fSet = frozenset(vowels)
>>> fSet
frozenset({'o', 'u', 'i', 'e', 'a'})
>>> frozenset()
frozenset()

例子2:当将字典用作冻结集合的可迭代对象时, 只使用字典的键来创建集合。

>>> person = {"name": "John", "age": 23, "sex": "male"}
>>> fSet = frozenset(person)
>>> fSet
frozenset({'sex', 'age', 'name'})

例子3:如果想更改frozenset对象,则会引发错误

>>> favourite_subject = ["OS", "Data Base", "Algorithm"]
>>> f_subject = frozenset(favourite_subject)
>>> f_subject[1] = "Networking"
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
TypeError: 'frozenset' object does not support item assignmen

例子4:验证setfrozenset的区别(add()函数)

>>> f_set = frozenset("hiekay") 
>>> f_set
frozenset(['h', 'i', 'e', 'k', 'a','y'])
>>> f_set.add("python")  # 报错,没有add方法
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in <module>
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'

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>>> a_set = set("github")  # 可以原处修改的set
>>> a_set
set(['b', 'g', 'i', 'h', 'u', 't'])
>>> a_set.add("python")
>>> a_set
set(['b', 'g', 'i', 'h', 'python', 'u', 't'])

setfrozenset的区别

set(可变集合)与frozenset(不可变集合)的区别:

  • set无序排序且不重复,是可变的,有add()remove()等方法。既然是可变的,所以它不存在哈希值。基本功能包括关系测试和消除重复元素。集合对象还支持union(联合),intersection(交集),difference(差集)和sysmmetric_difference(对称差集)等数学运算。作为一个无序的集合,set不记录元素位置或者插入点。因此,set不支持indexing,或其它类序列的操作。
  • frozenset是冻结的集合,它是不可变的存在哈希值,好处是它可以作为字典的key,也可以作为其它集合的元素。缺点是一旦创建便不能更改,没有addremove方法。

基本的集合运算

元素与集合的关系

属于

元素是否属于某个集合。

>>> aset
set(['h', 'o', 'n', 'p', 't', 'y'])
>>> "a" in aset
False
>>> "h" in aset
True

集合与集合的关系

集合相等

A是否等于B,即两个集合的元素完全一样。

>>> a = set("abcde")
>>> b = set("abfgh")
>>> a
set(['a', 'b', 'c', 'd', 'e'])
>>> b
set(['a', 'b', 'f', 'g', 'h'])
>>> a == b
False
>>> a != b
True

子集 / 超集

A是否是B的子集,或者反过来,B是否是A的超集。即A的元素也都是B的元素,但是B的元素比A的元素数量多。

>>> c = set("ab")
>>> a
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd'])
>>> c
set(['a', 'b'])
>>> c < a     # c是a的子集
True
>>> c.issubset(a)   # 或者用这种方法,判断c是否是a的子集
True
>>> a.issuperset(c) # 判断a是否是c的超集
True
 
>>> b
set(['a', 'h', 'b', 'g', 'f'])
>>> a < b     # a不是b的子集
False
>>> a.issubset(b)   # 或者这样做
False

并集

A、B的并集,即A、B所有元素
https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/f7b72737e013f1435197e48dcb3f1e01.png#clientId=u5bb2053f-ace5-4&crop=0.0124&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&height=85&id=u933553fe&margin=[object Object]&originHeight=86&originWidth=242&originalType=url&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&status=done&style=none&taskId=u63c6bfd2-5add-4ce8-ab60-f7088ca623f&title=&width=239

>>> a
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd'])
>>> b
set(['a', 'h', 'b', 'g', 'f'])
>>> a | b    # 可以有两种方式,结果一样
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd', 'g', 'f', 'h'])
>>> a.union(b)
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd', 'g', 'f', 'h'])

交集

A、B的交集,即A、B所公有的元素
在这里插入图片描述

>>> a
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd'])
>>> b
set(['a', 'h', 'b', 'g', 'f'])
>>> a & b   # 两种方式,等价
set(['a', 'b'])
>>> a and b
set(['a', 'h', 'b', 'g', 'f'])
>>> a.intersection(b)
set(['a', 'b'])

差 / 补

A相对B的差(补),即A相对B不同的部分元素。差符号有一个等价的方法:difference()
https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/7d65f4e216ded31a1da9a0ebd878eaac.png#clientId=u5bb2053f-ace5-4&crop=0&crop=0&crop=1&crop=1&from=paste&id=u01ea1d83&margin=[object Object]&originHeight=83&originWidth=240&originalType=url&ratio=1&rotation=0&showTitle=false&status=done&style=none&taskId=u90ca7353-3324-485b-927e-9ea27ede815&title=

>>> a
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd'])
>>> b
set(['a', 'h', 'b', 'g', 'f'])
>>> a - b
set(['c', 'e', 'd'])
>>> a.difference(b)
set(['c', 'e', 'd'])

对称差

对称差分是集合的XOR(又称“异或”)。两个集合(A和B)的对称差分是指另外一个集合C,该集合中的元素,只能是属于集合A或者集合B的成员,不能同时属于两个集合。
对称差分有一个等价的方法:symmetric_difference()
在这里插入图片描述

>>> a
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd'])
>>> b
set(['a', 'h', 'b', 'g', 'f'])
>>> a.symmetric_difference(b)
set(['c', 'e', 'd', 'g', 'f', 'h'])

混合集合类型操作

左边是可变集合,右边是不可变集合,运算符所产生的仍然是可变集合。但是如果左右操作数的顺序反过来,结果相反:

>>> fSet = frozenset(('a', 'e', 'i', 'o', 'u'))
>>> Set = {'a', 'c'}

>>> fSet | Set
frozenset({'c', 'o', 'u', 'i', 'e', 'a'})

>>> Set | fSet
{'c', 'o', 'u', 'i', 'e', 'a'}

如果左右两个操作数的类型相同, 即都是可变集合或不可变集合,则所产生的结果类型是相同的,但如果左右两个操作数的类型不相同(左操作数是set,右操作数是frozenset,或相反情况),则所产生的结果类型与左操作数的类型相同

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