Python 集合（Set）

在本文中，您將學習關于Python集的所有內(nèi)容;如何創(chuàng)建它們、添加或刪除其中的元素，以及在Python中對集合執(zhí)行的所有操作。

Python中的集合是什么？

集合是項目的無序集合。每個元素都是唯一的（沒有重復項），并且必須是不可變的（不能更改）。

但是，集合本身是可變的。我們可以在其中添加或刪除項目。

集合可用于執(zhí)行數(shù)學集合運算，例如并集，交集，對稱差等。

如何創(chuàng)建集合？

通過將所有項目（元素）放在大括號{}中并用逗號分隔或使用內(nèi)置函數(shù)來創(chuàng)建集合set()。

它可以具有任意數(shù)量的項目，并且它們可以具有不同的類型（整數(shù)，浮點數(shù)，元組，字符串等）。但是集合不能具有可變元素（例如list，set或dictionary）作為其元素。

# 整數(shù)集
my_set = {1, 2, 3}
print(my_set)

# 混合數(shù)據(jù)類型集
my_set = {1.0, "Hello", (1, 2, 3)}
print(my_set)

也嘗試以下示例。

# 無重復集合
# 輸出: {1, 2, 3, 4}
my_set = {1,2,3,4,3,2}
print(my_set)

#set不能包含可變項
#這里[3，4]是可變列表
#如果您取消注釋第12行，
#這將導致錯誤。
# TypeError: unhashable type: 'list'

#my_set = {1, 2, [3, 4]}

# 我們可以從列表中生成集合
# 輸出: {1, 2, 3}
my_set = set([1,2,3,2])
print(my_set)

創(chuàng)建一個空集有點特殊。

空括號{}將在Python中創(chuàng)建一個空字典。為了建立一個沒有任何元素的集合，我們使用沒有任何參數(shù)的set()函數(shù)。

# 用{}初始化
a = {}

# 檢查a的數(shù)據(jù)類型
# 輸出: <class 'dict'>
print(type(a))

# 初始化使用 set()
a = set()

# 檢查a的數(shù)據(jù)類型
# 輸出: <class 'set'>
print(type(a))

如何在Python中更改集合？

集是可變的。但是由于它們是無序的，因此索引沒有意義。

我們無法使用索引或切片來訪問或更改集合的元素。集不支持它。

我們可以使用add()方法添加單個元素，使用update()方法添加多個元素。update()方法可以采用元組，列表，字符串或其他集合作為其參數(shù)。在所有情況下，都避免重復。

# 初始化 my_set
my_set = {1,3}
print(my_set)

# 如果取消注釋第9行，
# 你會得到一個錯誤
# TypeError: 'set' object does not support indexing

#my_set[0]

# 增加一個元素
# 輸出: {1, 2, 3}
my_set.add(2)
print(my_set)

# 增加多個元素
# 輸出: {1, 2, 3, 4}
my_set.update([2,3,4])
print(my_set)

# 增加 list 和set
# 輸出: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8}
my_set.update([4,5], {1,6,8})
print(my_set)

運行該程序時，輸出為：

{1, 3}
{1, 2, 3}
{1, 2, 3, 4}
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 8}

如何從集合中刪除元素？

可以使用discard()和remove()方法從集合中刪除特定項目。

兩者之間的唯一區(qū)別是，如果使用discard()，而項目不存在于集合中，則它保持不變。但是remove()在這種情況下會引發(fā)錯誤。

以下示例將說明這一點。

# 初始化 my_set
my_set = {1, 3, 4, 5, 6}
print(my_set)

# 拋棄一個元素
# 輸出: {1, 3, 5, 6}
my_set.discard(4)
print(my_set)

# 移除已個元素
# 輸出: {1, 3, 5}
my_set.remove(6)
print(my_set)

# 拋棄一個元素
# 沒有出現(xiàn)在 my_set
# 輸出: {1, 3, 5}
my_set.discard(2)
print(my_set)

# remove一個元素
# 沒有出現(xiàn)在 my_set
# 如果沒有注釋#my_set.remove(2),
# 會拋出一個錯誤.
# Output: KeyError: 2

#my_set.remove(2)

同樣，我們可以使用pop()方法刪除并返回一個項目。

集合為無序，無法確定將彈出哪個項目。這是完全任意的。

我們還可以使用clear()方法刪除集合中的所有項目。

# 初始化 my_set
# 輸出: 唯一元素集
my_set = set("HelloWorld")
print(my_set)

# pop一個元素
# 輸出: 隨機元素
print(my_set.pop())

# pop 任意元素
# Output:隨機元素
my_set.pop()
print(my_set)

# 清空 my_set
#輸出: set()
my_set.clear()
print(my_set)

Python 集合操作

集合可用于執(zhí)行數(shù)學集合運算，例如并集，交集，差和對稱差。我們可以通過運算符或方法來實現(xiàn)。。

讓我們考慮以下兩組用于以下操作。

>>> A = {1, 2, 3, 4, 5}
>>> B = {4, 5, 6, 7, 8}

集合并集

A和B的并集是來自這兩個集合的所有元素的集合。

并集是使用|操作符執(zhí)行的。也可以使用union()方法來完成。

# 初始化 A 和 B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# 使用 | 運算符
# 輸出: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
print(A | B)

在Python shell上嘗試以下示例。

# 使用union 函數(shù)
>>> A.union(B)
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

# 在B上使用并集函數(shù)
>>> B.union(A)
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

集合相交

A和B的交集是在這兩個集合中共有的一組元素。

交點使用&運算符執(zhí)行。使用intersection()方法可以完成相同的操作。

# 初始化 A 和 B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# 使用 & 運算符
# 輸出 : {4, 5}
print(A & B)

在Python shell上嘗試以下示例。

# 在A上使用交集函數(shù)
>>> A.intersection(B)
{4, 5}

# 在B上使用交集函數(shù)
>>> B.intersection(A)
{4, 5}

集合差異

A和B的差（A-B）是僅在A中但不在B中的一組元素。類似地，B-A是B中但不在A中的一組元素。

差異是使用 -運算符執(zhí)行的。使用difference()方法可以完成相同的操作。

# 初始化 A 和 B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# 在A上使用 - 運算符
# Output: {1, 2, 3}
print(A - B)

在Python shell上嘗試以下示例。

# 在A上使用差異函數(shù)
>>> A.difference(B)
{1, 2, 3}

# 在B上使用-運算符符
>>> B - A
{8, 6, 7}

# 在B上使用差異函數(shù)
>>> B.difference(A)
{8, 6, 7}

集合對稱差異

A和B的對稱差異是A和B中的一組元素，但兩者中的元素相同。

對稱差使用^運算符執(zhí)行。使用symmetric_difference()方法可以完成相同的操作。

# 初始化 A 和 B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# 使用  ^ 運算符
# 輸出: {1, 2, 3, 6, 7, 8}
print(A ^ B)

在Python shell上嘗試以下示例。

# 在A上使用symmetric_difference函數(shù)
>>> A.symmetric_difference(B)
{1, 2, 3, 6, 7, 8}

# 在B上使用symmetric_difference函數(shù)
>>> B.symmetric_difference(A)
{1, 2, 3, 6, 7, 8}

不同的Python集合方法

集合方法很多，上面已經(jīng)使用了其中的一些方法。這是set對象可用的所有方法的列表。

其他集合操作

集合會員資格測試

我們可以使用in關鍵字來測試項目是否存在于集合中。

# 初始化 my_set
my_set = set("apple")

# 檢查“a”是否存在
# 輸出: True
print('a' in my_set)

# 檢查“p”是否存在
# 輸出: False
print('p' not in my_set)

遍歷集合

使用for循環(huán)，我們可以遍歷集合中的每個項目。

>>> for letter in set("apple"):
...     print(letter)
...    
a
p
e
l

集合與內(nèi)置函數(shù)

內(nèi)置函數(shù)如all()、any()、enumerate()、len()、max()、min()、sort()、sum()等常用來與set一起執(zhí)行不同的任務。

Python Frozenset

Frozenset是具有集合特征的新類，但是一旦分配，就不能更改其元素。元組是不可變列表，而凍結集是不可變集。

可變的集合不可散列，因此不能用作字典鍵。另一方面，frozenset是可哈?；模捎米髯值涞逆I。

可以使用函數(shù)Frozenset()創(chuàng)建Frozensets。

此數(shù)據(jù)類型支持的方法，如copy()，difference()，intersection()，isdisjoint()，issubset()，issuperset()，symmetric_difference()和union()。由于不可變，因此沒有添加或刪除元素的方法。

# 初始化 A 和 B
A = frozenset([1, 2, 3, 4])
B = frozenset([3, 4, 5, 6])

在Python shell上嘗試這些示例。

>>> A.isdisjoint(B)
False
>>> A.difference(B)
frozenset({1, 2})
>>> A | B
frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 6})
>>> A.add(3)
...
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'