Python 集

/set

在本教程中，您将学习有关 Python 集的所有知识。 如何创建它们，从中添加元素或从中删除元素，以及在 Python 中对集合执行的所有操作。

集合是项目的无序集合。 每个集的元素都是唯一的（没有重复），并且必须是不可变的（无法更改）。

但是，集合本身是可变的。 我们可以从中添加或删除项目。

集还可以用于执行数学集运算，例如并集，交集，对称差等。

创建 Python 集

通过将所有项目（元素）放置在大括号{}中（用逗号分隔）或使用内置的set()函数，可以创建一个集合。

它可以具有任意数量的项目，并且它们可以具有不同的类型（整数，浮点数，元组，字符串等）。 但是集合不能具有可变元素，例如列表，集合或字典作为其元素。

# Different types of sets in Python
# set of integers
my_set = {1, 2, 3}
print(my_set)

# set of mixed datatypes
my_set = {1.0, "Hello", (1, 2, 3)}
print(my_set)

输出：

{1, 2, 3}
{1.0, (1, 2, 3), 'Hello'}

也尝试以下示例。

# set cannot have duplicates
# Output: {1, 2, 3, 4}
my_set = {1, 2, 3, 4, 3, 2}
print(my_set)

# we can make set from a list
# Output: {1, 2, 3}
my_set = set([1, 2, 3, 2])
print(my_set)

# set cannot have mutable items
# here [3, 4] is a mutable list
# this will cause an error.

my_set = {1, 2, [3, 4]}

输出：

{1, 2, 3, 4}
{1, 2, 3}
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 15, in <module>
    my_set = {1, 2, [3, 4]}
TypeError: unhashable type: 'list'

创建一个空集有点棘手。

空花括号{}将在 Python 中创建一个空字典。 为了创建没有任何元素的集合，我们使用不带任何参数的set()函数。

# Distinguish set and dictionary while creating empty set

# initialize a with {}
a = {}

# check data type of a
print(type(a))

# initialize a with set()
a = set()

# check data type of a
print(type(a))

输出：

<class 'dict'>
<class 'set'>

在 Python 中修改集

集是可变的。 但是，由于它们是无序的，因此索引没有意义。

我们无法使用索引或切片来访问或更改集合的元素。 设置数据类型不支持它。

我们可以使用add()方法添加一个元素，并使用update()方法添加多个元素。update()方法可以将元组，列表，字符串或其他集合用作其参数。 在所有情况下，都避免重复。

# initialize my_set
my_set = {1, 3}
print(my_set)

# if you uncomment line 9,
# you will get an error
# TypeError: 'set' object does not support indexing

# my_set[0]

# add an element
# Output: {1, 2, 3}
my_set.add(2)
print(my_set)

# add multiple elements
# Output: {1, 2, 3, 4}
my_set.update([2, 3, 4])
print(my_set)

# add list and set
# Output: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 8}
my_set.update([4, 5], {1, 6, 8})
print(my_set)

输出：

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

从集中删除元素

可以使用discard()和remove()方法从集合中移除特定项目。

两者之间的唯一区别是，如果元素中不存在discard()函数，则该集合将保持不变。 另一方面，在这种情况下，remove()函数将引发错误（如果集合中不存在元素）。

以下示例将说明这一点。

# Difference between discard() and remove()

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

# discard an element
# Output: {1, 3, 5, 6}
my_set.discard(4)
print(my_set)

# remove an element
# Output: {1, 3, 5}
my_set.remove(6)
print(my_set)

# discard an element
# not present in my_set
# Output: {1, 3, 5}
my_set.discard(2)
print(my_set)

# remove an element
# not present in my_set
# you will get an error.
# Output: KeyError

my_set.remove(2)

输出：

{1, 3, 4, 5, 6}
{1, 3, 5, 6}
{1, 3, 5}
{1, 3, 5}
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 28, in <module>
KeyError: 2

同样，我们可以使用pop()方法删除并返回一个项目。

由于集是无序数据类型，因此无法确定将弹出哪个项目。 这是完全任意的。

我们还可以使用clear()方法从集合中删除所有项目。

# initialize my_set
# Output: set of unique elements
my_set = set("HelloWorld")
print(my_set)

# pop an element
# Output: random element
print(my_set.pop())

# pop another element
my_set.pop()
print(my_set)

# clear my_set
# Output: set()
my_set.clear()
print(my_set)

print(my_set)

输出：

{'H', 'l', 'r', 'W', 'o', 'd', 'e'}
H
{'r', 'W', 'o', 'd', 'e'}
set()

Python 集操作

集合可用于执行数学集合运算，例如并集，交集，差和对称差。 我们可以使用运算符或方法来做到这一点。

让我们考虑以下两组用于以下操作。

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

并集

Python 中的并集

A和B的并集是两个集合中所有元素的集合。

联合使用|运算符执行。 使用union()方法可以完成相同的操作。

# Set union method
# initialize A and B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# use | operator
# Output: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
print(A | B)

输出：

{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

在 Python shell 上尝试以下示例。

# use union function
>>> A.union(B)
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

# use union function on B
>>> B.union(A)
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

交集

Python 中的交集

A和B的交集是在这两组中都相同的一组元素。

交叉使用&运算符执行。 使用intersection()方法可以完成相同的操作。

# Intersection of sets
# initialize A and B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# use & operator
# Output: {4, 5}
print(A & B)

输出：

{4, 5}

在 Python Shell 中尝试以下程序：

# use intersection function on A
>>> A.intersection(B)
{4, 5}

# use intersection function on B
>>> B.intersection(A)
{4, 5}

差集

Python 中的差集

集合B与集合A（A - B）的区别是仅在A中的一组元素，但不在B中。 类似地，B - A是B中的一组元素，但不是A中的一组元素。

使用-运算符进行区别。 使用difference()方法可以完成相同的操作。

# Difference of two sets
# initialize A and B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# use - operator on A
# Output: {1, 2, 3}
print(A - B)

输出：

{1, 2, 3}

在 Python Shell 中尝试以下程序：

# use difference function on A
>>> A.difference(B)
{1, 2, 3}

# use - operator on B
>>> B - A
{8, 6, 7}

# use difference function on B
>>> B.difference(A)
{8, 6, 7}

对称差集

Python 的对称差集

A和B的对称差异是A和B中的一组元素，但两者都不相同（不包括交叉点）。

对称差使用^运算符执行。 使用方法symmetric_difference()可以完成相同的操作。

# Symmetric difference of two sets
# initialize A and B
A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# use ^ operator
# Output: {1, 2, 3, 6, 7, 8}
print(A ^ B)

输出：

{1, 2, 3, 6, 7, 8}

在 Python Shell 中尝试以下程序：

# use symmetric_difference function on A
>>> A.symmetric_difference(B)
{1, 2, 3, 6, 7, 8}

# use symmetric_difference function on B
>>> B.symmetric_difference(A)
{1, 2, 3, 6, 7, 8}

其他 Python 集方法

设置方法有很多，上面已经使用了其中的一些方法。 这是设置对象可用的所有方法的列表：

其他集操作

集的成员资格测试

我们可以使用in关键字来测试项目是否存在于集合中。

# in keyword in a set
# initialize my_set
my_set = set("apple")

# check if 'a' is present
# Output: True
print('a' in my_set)

# check if 'p' is present
# Output: False
print('p' not in my_set)

输出：

True
False

遍历集

我们可以使用for循环遍历集合中的每个项目。

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

集的内置函数

诸如all()，any()，enumerate()，len()，max()，min()，sorted()，sum()等内置函数通常与集合一起使用以执行不同的任务。

| 函数 | Description | | all() | 如果集合的所有元素都为true（或者集合为空），则返回True。 | | any() | 如果集合中的任何元素为true，则返回True。 如果集合为空，则返回False。 | | enumerate() | 返回一个枚举对象。 它包含该集合中所有项目的索引和值对。 | | len() | 返回集合中的长度（项目数）。 | | max() | 返回集合中最大的项目。 | | min() | 返回集合中最小的项目。 | | sorted() | 从集合中的元素返回一个新的排序列表（不对集合本身进行排序）。 | | sum() | 返回集合中所有元素的总和。 |

Python Frozenset

Frozenset是具有集合特征的新类，但是一旦分配，就不能更改其元素。 元组是不可变列表，而冻结集是不可变集。

可变的集合不可散列，因此不能用作字典键。 另一方面，frozenset是可哈希化的，可用作字典的键。

可以使用Frozenset()函数创建Frozenset。

此数据类型支持copy()，difference()，intersection()，isdisjoint()，issubset()，issuperset()，symmetric_difference()和union()之类的方法。 由于是不可变的，因此没有添加或删除元素的方法。

# Frozensets
# initialize A and B
A = frozenset([1, 2, 3, 4])
B = frozenset([3, 4, 5, 6])

在 Python shell 上尝试这些示例。

>>> 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'