惬意上手Python —— 集合

1. 集合介绍

在Python中，集合（Set）是一种无序、可变的数据结构，用于存储多个唯一的元素。集合中的元素不会重复，并且可以进行基本的集合操作，如并集、交集、差集等。  

注意：集合中的元素必须是不可变数据类型，例如 int、str、tuple、bool 等不可变数据类型。

1.1 定义

 创建集合可以使用大括号 {} 或者使用 set() 函数。下面是创建集合的示例：

# 使用大括号创建集合
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

# 使用 set() 函数创建集合
my_set = set([1, 2, 3, 4, 5])

1.2 特性

集合的特点包括： 

•  集合中的元素是无序的，不能通过索引访问。
• 集合中的元素是唯一的，重复的元素会被自动去重。
• 集合中可以存储任意类型的元素，但是不支持存储可变对象，例如列表、字典等。

1.3 遍历

集合的遍历仅有一种方式，那就是直接遍历集合，下面是代码示例：

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
for i in set1:
    print(i, end="")

 输出结果：12345

2. 集合的常见操作

 在数学中，集合最常见的操作就是求集合的并集、差集、交集等。在python中，除了这些操作，集合还能进行添加、删除等操作。

2.1 核心操作

 核心操作就是求交集、并集、差集以及补集，另外还有不怎么常用的超集、子集。以下进行一一的代码演示。

求交集，可以用 &，也可以使用 intersection 函数：

s3 = {2, 3, 4}
s4 = {3, 4, 5}
# 交集：你有我也有
s5 = s3 & s4
print(s5)
s5 = s3.intersection(s4)
print(s5)

输出结果：{3, 4}
                  {3, 4}

---

 求并集，可以用 | ，也可以用 union 函数：

s3 = {2, 3, 4}
s4 = {3, 4, 5}
# 并集: 你有或者我有
s6 = s3 | s4
print(s6)
s6 = s3.union(s4)
print(s6)

输出结果： {2, 3, 4, 5}
                   {2, 3, 4, 5}

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 求差集，可以用 - ，也可以用 difference 函数：

s3 = {2, 3, 4}
s4 = {3, 4, 5}
# 差集: 我有你没有
s7 = s3 - s4
print(s7)
s7 = s3.difference(s4)
print(s7)

输出结果：{2}

                  {2} 

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求补集，可以用 - ，也可用 symmetric_difference 函数：

# 补集 （全集 U）
U = {1, 2, 3, 4, 5}
A = {2, 3, 4}
print(U-A)
print(U.symmetric_difference(A))

输出结果：{1, 5}
                  {1, 5} 

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超集和子集主要用到了两个函数，一个是 issuperset ,一个是 issubset：

s1 = {1, 2, 3, 4, 5}
s2 = {3, 4}
# 可以把s1称为全集
# 超集和子集
print(s1.issuperset(s2))
print(s2.issubset(s1))

输出结果：True

                  True

这两个函数主要用于判断两个集合之间的关系，了解就好。 

2.2 添加

 直接上代码!

s2 = {1, 2, 3}
# 添加元素
s2.add(4)
print(s2)

输出结果：{1, 2, 3, 4} 

可以看出，add 函数是直接在集合中插入元素，但是要注意，如果被插入元素在集合中已存在，那么将不会插入，因为集合中不能重复。

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 update 函数可以合并集合到原有集合：

s2 = {1, 2, 3}
# 合并新集合到原有集合
s2.update({2, 3, 4, 5})
print(s2)

输出结果： {1, 2, 3, 4, 5}

update 的作用就是更新，把括号里包括的原集合没有的元素，添加到原集合。

2.3 删除

鸡肋函数，pop ，删除集合中任意一个元素。虽然说是任意，但多次尝试，可能会发现每次删除的元素都是同一个元素，这是因为随机算法也是按照一定的规则的，不会像掷硬币那样客观。

s2 = {1, 2, 3}
# 随机删除一个
r = s2.pop()
print(s2, r)

输出结果： {2, 3} 1

 如果你运行上面的代码，会发现每次删除的都是 1. 

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remove 函数，才会是你想要的函数，因为它会删除指定元素，但不存在则会报错。代码中演示的是删除 20，但是集合 s2 中并不存在。

s2 = {1, 2, 3}
# 删除一个元素，如果不存在则报错
s2.remove(20)
print(s2)

 所以会报错：

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另外 discard 函数和 remove 函数相似，优点是它删除指定元素时，如果不存在不会报错。

s2 = {1, 2, 3}
# 删除一个元素，如果不存在也不报错
s2.discard(20)
print(s2)

输出结果：{1, 2, 3} 

代码执行的操作是删除20，但20并不存在，所以不报错，原集合也不会改变 。 

2.4 其他操作

另外还有两个操作，都很简单：

1. 用 len 函数计算集合的长度。
2. 用成员变量 in 判断某个元素是否在集合中，返回 True 或 False。 

# 集合可以使用in与len
s = {1, 2, 3, 2, 1, 3}
print(type(s), s)
# 计算 s 的长度
print(len(s))
# 判断 5 和 3 是否在集合中
print(5 in s, 3 in s)

 输出结果：

，本文到此结束，如果想要学习更多，可以关注我，我持续更新中~