精通python100天——第八天：集合_python无序性和互异性给set带来了什么好处

在学习了列表和元组之后，我们再来学习一种容器型的数据类型，它的名字叫集合（set）。说到集合这个词大家一定不会陌生，在数学课本上就有这个概念。通常我们对集合的定义是“把一定范围的、确定的、可以区别的事物当作一个整体来看待”，集合中的各个事物通常称为集合的元素。集合应该满足以下特性：

• 无序性：一个集合中，每个元素的地位都是相同的，元素之间是无序的。
• 互异性：一个集合中，任何两个元素都是不相同的，即元素在集合中只能出现一次。
• 确定性：给定一个集合和一个任意元素，该元素要么属这个集合，要么不属于这个集合，二者必居其一，不允许有模棱两可的情况出现。
  Python中的集合跟数学上的集合是完全一致的，需要强调的是上面所说的无序性和互异性。无序性说明集合中的元素并不像列中的元素那样一个挨着一个，可以通过索引实现随机访问（随机访问指的是给定一个有效的范围，随机抽取出一个数字，然后通过这个数字可以获取到对应的元素），所以Python中的集合肯定不能够支持索引运算。另外，集合的互异性决定了集合中不能有重复元素，这一点也是集合区别于列表的关键，说得更直白一些就是，Python中的集合类型会对其中的元素做去重处理。Python中的集合一定是支持in和not in成员运算的，这样就可以确定一个元素是否属于集合，也就是上面所说的集合的确定性。集合的成员运算在性能上要优于列表的成员运算。

创建集合

集合（set）是一个无序的不重复元素序列。

可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

创建格式：

parame = {value01,value02,...}
或者
set(value)
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例子

>>> basket = {'apple', 'orange', 'apple', 'pear', 'orange', 'banana'}  # set去重功能
>>> print(basket)
{'apple', 'banana', 'pear', 'orange'}
>>> 'orange' in basket          # 判断元素是否在集合内
True
>>> 'crabgrass' in basket
False
>>>
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利用推导式创建集合，类似列表的推导式，推导式是Python中非常有特色的语法，非常方便

>>> d = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}
>>> d
{'r', 'd'}
>>>
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集合间的运算

• - （减号）运算包含在被减集合中，但不包含减集合中的元素
• | （或号）两个集合的并集
• & （与号）两个集合的交集
• ^ (异或) 不同时包含于a和b的元素（交集的补集）
  例子

>>> a = set('abracadabra')
>>> b = set('alacazam')
>>> a
{'r', 'b', 'd', 'a', 'c'}
>>> b
{'l', 'm', 'z', 'a', 'c'}
>>> a - b
{'r', 'b', 'd'}
>>> a | b
{'r', 'l', 'b', 'd', 'm', 'z', 'a', 'c'}
>>> a & b
{'a', 'c'}
>>> a ^ b
{'m', 'r', 'l', 'z', 'b', 'd'}
>>>
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集合的基本操作

1、添加元素

语法格式如下：

s.add( x )
1

将元素 x 添加到集合 s 中，如果元素已存在，则不进行任何操作。

>>> my_set = set(("baidu","jd","tianmao"))
>>> my_set.add("xiaomi")
>>> my_set
{'jd', 'baidu', 'tianmao', 'xiaomi'}
>>>
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还有一个方法，也可以添加元素，且参数可以是列表，元组，字典等，语法格式如下：

s.update( x )
1

x 可以有多个，用逗号分开。
例子

>>> my_set
{'jd', 'baidu', 'tianmao', 'xiaomi'}
>>> my_set.update({"guomei","suning"})
>>> my_set
{'jd', 'baidu', 'tianmao', 'guomei', 'suning', 'xiaomi'}
>>> my_set.update([1,4],[5,6])   #通过列表更新
>>> my_set
{1, 'tianmao', 4, 5, 6, 'jd', 'guomei', 'xiaomi', 'baidu', 'suning'}
>>> my_set.update((6,8))   #通过元组更新
>>> my_set
{1, 'tianmao', 4, 5, 6, 8, 'jd', 'guomei', 'xiaomi', 'baidu', 'suning'}
>>> my_set.update({"name":"xiaofei","age":18})  #通过字典更新，发现只把键值更新到集合中
>>> my_set
{1, 'tianmao', 4, 5, 6, 8, 'name', 'jd', 'guomei', 'age', 'xiaomi', 'baidu', 'suning'}
>>>
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2、移除元素

语法格式如下：

s.remove( x )
1

将元素 x 从集合 s 中移除，如果元素不存在，则会发生错误。

>>> my_set
{1, 'tianmao', 4, 5, 6, 8, 'name', 'jd', 'guomei', 'age', 'xiaomi', 'baidu', 'suning'}
>>> my_set.remove("suning")
>>> my_set
{1, 'tianmao', 4, 5, 6, 8, 'name', 'jd', 'guomei', 'age', 'xiaomi', 'baidu'}
>>> my_set.remove(9)    # 移除不存在的值，会发生错误
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 9
>>>
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此外还有一个方法也是移除集合中的元素，且如果元素不存在，不会发生错误。格式如下所示：

s.discard( x )
1

例子

>>> my_set
{1, 'tianmao', 4, 5, 6, 8, 'name', 'jd', 'guomei', 'age', 'xiaomi', 'baidu'}
>>> my_set.discard("9")
>>>
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我们也可以设置随机删除集合中的一个元素，语法格式如下：

s.pop() 
1

set 集合的 pop 方法会对集合进行无序的排列，然后将这个无序排列集合的左面第一个元素进行删除。

3、计算集合元素个数

语法格式如下：

len(s)
1

例子

>>> my_set
{5, 6, 8, 'name', 'jd', 'guomei', 'age', 'xiaomi', 'baidu'}
>>> len(my_set)
9
>>>
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4、清空集合

语法格式如下：

s.clear()
1

清空集合内的所有元素

>>> my_set
{5, 6, 8, 'name', 'jd', 'guomei', 'age', 'xiaomi', 'baidu'}
>>> my_set.clear()
>>> my_set
set()
>>>
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5、判断元素是否在集合中存在

语法格式如下：

x in s
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判断元素 x 是否在集合 s 中，存在返回 True，不存在返回 False。

>>> "suning" in my_set
False
>>> "guomei" in my_set
True
>>>
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集合内置方法

• add() 为集合添加元素
• clear() 移除集合中的所有元素
• copy() 拷贝一个集合
• difference() 返回多个集合的差集
• difference_update() 移除集合中的元素，该元素在指定的集合也存在。
• discard() 删除集合中指定的元素
• intersection() 返回集合的交集
• intersection_update() 返回集合的交集。
• isdisjoint() 判断两个集合是否包含相同的元素，如果没有返回 True，否则返回 False。
• issubset() 判断指定集合是否为该方法参数集合的子集。
• issuperset() 判断该方法的参数集合是否为指定集合的子集
• pop() 随机移除元素
• remove() 移除指定元素
• symmetric_difference() 返回两个集合中不重复的元素集合。
• symmetric_difference_update() 移除当前集合中在另外一个指定集合相同的元素，并将另外一个指定集合中不同的元素插入到当前集合中。
• union() 返回两个集合的并集
• update() 给集合添加元素

不可变集合

Python中还有一种不可变类型的集合，名字叫frozenset。set跟frozenset的区别就如同list跟tuple的区别，frozenset由于是不可变类型，能够计算出哈希码，因此它可以作为set中的元素。除了不能添加和删除元素，frozenset在其他方面跟set基本是一样的，下面的代码简单的展示了frozenset的用法。

set1 = frozenset({1, 3, 5, 7})
set2 = frozenset(range(1, 6))
print(set1 & set2)    # frozenset({1, 3, 5})
print(set1 | set2)    # frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 7})
print(set1 - set2)    # frozenset({7})
print(set1 < set2)    # False
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