python基础——数据类型(六)集合

本文最后更新于：1 年前

¶（一）概述：

集合set是一个无序的唯一确定元素序列。

无序代表着其每次输出时元素的排列顺序可能都不相同。

唯一确定意味着元素是不可重复的，且每个元素互不相同。

元素的个数无限制。

set是可变数据类型，其内容是可以改变的，因此set没有哈希值，不能被用作字典的键或是其他集合的元素。

同一集合中，只能存储不可变的数据类型，不能再存储列表、set集合、字典等可变数据类型元素，因此set集合没有多维形式。（代码见(二)内代码）

¶（二）创建与形式：

python用{}大括号表示set集合，并用逗号分隔元素。

形式为： setname = { element1 , element2 , ... , elementn }

注意：set没有直接的空集合创建形式。因为直接用{}创建表示的是空字典，而不是空列表，此时应使用***set()***表示空集合。

set创建时若有重复元素，只保留其中一个。（备注：列表去除重复元素最迅速的方法就是转为集合，其运行时间远小于其他去重方法）

set集合内的bool值True不会被创建，只有False才会被创建（不知道为什么）。

a = {1 , "a" , 3.14 , True }
b = {}
bb = set()
c = {1 , 1 , "a" , "a" , 3.14 , 3.14 , False , True}
# d = {[1,2,3],1,2,3} 此句会运行失败，因为不允许在set集合内创建列表。
print(a)
print(type(a))
print(type(b))
print(type(bb))
print(c)
# 运行结果：
# {'a', 1, 3.14}
# <class 'set'>
# <class 'dict'>
# <class 'set'>
# {'a', 1, 3.14, False}

¶（三）集合的特性：

¶1. 访问元素：

set集合因其无序，没有索引和下标，一般情况下访问元素只能通过遍历和枚举逐一读取（枚举中会有索引值，但不意味着set有索引）。

遍历一般会使用in关键字。

a = {1,2,3,4,True,"a","b","c","d"}
for i,v in enumerate(a):
	print(i," ",v,end="\n")
for i in a:
    print(i,end=" ")
# 运行结果：
# 0   1
# 1   2
# 2   3
# 3   4
# 4   d
# 5   a
# 6   b
# 7   c
# 1 2 3 4 d a b c

¶2. 删除集合

python自带垃圾回收机制，已创建的集合如不再使用，将会被编译器自动回收，不会产生内存垃圾。

如果需要可以手动删除，使用del 关键字手动删除集合。

形式为： del setname

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a={1,2,3,4,5}
del a
print(a) #此句无法输出，因为a已经被删除了，a变量处于未定义状态

¶3. 集合的关系：

判断子集关系：

使用关系运算符< 、<=、>、>=(用rop指代)：

形式：setname1 rop setname2

返回True或者False

当rop为<=，表示子集判断，即当setname1中元素均在setname2中出现时，表示集合1为集合2子集，返回True；否则返回False。

当rop为<，表示真子集判断，即当setname1中元素均在setname2中出现且setname2有setname1中没有的元素时，表示集合1为集合2真子集，返回True，否则均返回False。

>=和>的逻辑和前两者相同，但是setname1和setname2的地位互换，表示setname1对setname2的包含和真包含关系。
使用方法：
1. issubset方法：
  
  形式：setname1.issubset(setname2)
  
  与setname1<=setname2等价。
2. issuperset方法：
  
  形式：setname1.issuperset(setname2)
  
  与setname>=setname2等价。

a = {1,2,3,4,5,6}
b = {1,2,3,4}
c = {1,2,3,4,5,6}
print(b<a,b>a,b<=a,b>=a,sep="\t")
print(c<a,c>a,c<=a,c>=a,sep="\t")
print(b.issubset(a),c.issubset(a),sep="\t")
print(b.issuperset(a),c.issuperset(a),sep="\t")
# True	 False	 True	False
# False	 False	 True	True
# True	 True
# False	 True

集合运算方法：

交集运算：

形式：setname1&setname2 / setname1.intersection(setname2)

两个集合可以交换位置，生成结果相同。

生成一个新集合获得两个集合的所有公共元素。

可以进行多个集合的连续交运算。

a={1,2,3,4,5}
b={3,4,5,6,7}
c={1,2,3,5,6,7}
print(a&b)
print(a.intersection(b))
print(b.intersection(a))
print(a&b&c)
print(c.intersection(a,b))
# 运行结果：
# {3, 4, 5}
# {3, 4, 5}
# {3, 4, 5}
# {3, 5}
# {3, 5}

并集运算：

形式：setname1 | setname2 / setname1.union(setname2)

两个集合可以交换位置，生成结果相同。

生成一个新集合获得两个集合的所有元素，且不重复。

可以进行多个集合的连续并运算。

a={1,2,3,4,5}
b={3,4,5,6,7}
c={1,2,3,5,6,7,8,9}
print(a|b)
print(a.union(b))
print(b.union(a))
print(a|b|c)
print(c.union(a,b))
# 运行结果：
# {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
# {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
# {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
# {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
# {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

差集运算：

形式：setname1 - setname2 / setname1.difference(setname2)

两个集合可以交换位置，但是生成结果会不同。

生成一个集合获得setname1中所有不在setname2中出现的元素，即新集合和setname2的交集一定为空集。

可以进行多个集合的差集运算，得到的是该集合去除其他所有集合含有元素之后的剩余元素。

a={1,2,3,4,5}
b={3,4,5,6,7}
c={1,2,3,5,6,7,8,9}
print(a-b)
print(b-a)
print(a.difference(b))
print(b.difference(a))
print(c-a-b)
print(c.difference(a,b))
# 运行结果：
# {1, 2}
# {6, 7}
# {1, 2}
# {6, 7}
# {8, 9}
# {8, 9}

对称差集运算：

形式：setname1 ^ setname2 / setname1.symmetric_difference(setname2)

两个集合可以交换位置，生成结果相同。

生成一个集合获得setname1和setname2中不同时出现的元素，即新集合和两个集合的交集的交集一定为空集。

只能进行多个集合的连续对称差集运算，不能做同时的对称差集运算（也就是每次的运算对象只能有两个）。

a={1,2,3,4,5}
b={3,4,5,6,7}
c={1,2,3,5,6,7,8,9}
print(a^b)
print(a.symmetric_difference(b))
print(a^b^c)
print(c.symmetric_difference(a.symmetric_difference(b))) #不允许在symmetric_difference方法中加入多个参数。
# 运行结果：
# {1, 2, 6, 7}
# {1, 2, 6, 7}
# {3, 5, 8, 9}
# {3, 5, 8, 9}

判断相交方法：

形式： setname1.isdisjoint(setname2)

两个集合可以交换位置，生成结果相同。

两个集合交集为空时返回False，否则返回True(此时有公共元素)。

不允许连续集合相交判断或者多个集合同时相交判断。
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a={1,2,3,4,5} b={3,4,5,6,7} c={6,7,8,9} print(a.isdisjoint(b)) print(a.isdisjoint(c)) #isdisjoint方法只接受一个参数 # 运算结果： # False # True

¶4. 集合的增删改查：

向set集合添加元素：

set集合不支持重复和连接操作（也就是"+"和"*"运算符）。
- add方法：
  
  形式：setname.add(element)
  
  只向set集合添加一个元素，只允许添加不可变类型。
  
  添加已有元素不对集合进行任何操作。
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  a={1,2,3,4,5} a.add(6) a.add(1) print(a) # 运行结果： # {1, 2, 3, 4, 5, 6}
- update方法：
  
  形式：setname.update(elements)
  
  向set集合中添加传入update的一系列元素，只允许添加不可变类型。
  
  添加已有元素不对集合进行任何操作。
  
  update一般是传入另一个集合，会将其所有非公共元素分别加入setname中。
  
  可以传入非集合的一系列字符串。
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  a={1,2,3,4,5} b={3,4,5,6,7} a.update(b) a.update("a","b","c") a.update() print(a) # 运行结果： # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 'a', 'b', 'c'}
- 交/差/对称差更新：
  
  在其相关方法后加_update，不会返回新集合，而是直接将原集合替换为运算结果。（详细方法略，有兴趣请了解difference_update、intersection_update等函数）
删除set集合元素：
- pop方法：
  
  形式：setname.pop()
  
  pop方法从集合中移除并返回一个元素，此元素的选择是随机的。
  
  注意：如果有一系列数字，从0开始删除，不是完全随机的。
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  a={"a",3,1,2,5,6,4,0} b={"我","你","她"} print(a.pop()) print(a.pop()) print(a) print(b.pop()) print(b) # 运行结果： # 0 # 1 # {2, 3, 'a', 5, 6, 4} # 你 # {'她', '我'}、
- remove方法：
  
  形式：setname.remove(element)
  
  从集合中移除指定元素，如果该元素不存在会引发KeyError错误。
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  a={1,2,3,4,5,6} a.remove(1) a.remove(2) # a.remove(7) 此句会报错 print(a) # 运行结果： # {3, 4, 5, 6}
- discard方法：
  
  形式：setname.discard(element)
  
  和remove要求相同，但是在删除不存在元素时不会报错。
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  a={1,2,3,4,5,6} a.discard(1) a.discard(2) a.discard(7) print(a) # 运行结果： # {3, 4, 5, 6}
- clear方法：
  
  形式：setname.discard()
  
  清空元素
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  a={1,2,3,4,5,6} a.clear() print(a) # 运行结果： # set()
查询set集合元素

not in和in关键字。

使用形式不在赘述

注意：集合的查询时间是θ(1)，而列表的时间是θ(n)。

¶5.集合的其他操作：

内置函数：

len()求集合长度（即元素数量）。
max()求集合内元素最大值。
min()求集合内元素最小值。
sum()求集合元素之和(如果可以求出的话)。

集合的复制：

集合的复制一般不考虑深浅拷贝。

直接赋值：

= 直接赋值是非拷贝方法。

两个集合是等价的，修改其中任何一个集合都会影响另一个集合。（代码略）
集合推导式：

形式：setname1 = { i for i in setname2 }

利用推导式完成复制。
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a={1,2,3,4,5,6} b={i for i in a if i!=1} print(b) # 输出结果： # {2, 3, 4, 5, 6}
for循环：略

copy方法：

形式：setname1=setname2.copy()

a={1,2,3,4,5,6}
b=a.copy()
print(b)
# 输出结果：
# {1, 2, 3, 4, 5, 6}

deepcopy方法：

格式：setname1= copy.deepcopy(setname2)

需要import copy库：

import copy
a={1,2,3,4,5,6}
b=copy.deepcopy(a)
print(b)
# 输出结果：
# {1, 2, 3, 4, 5, 6}

排序：

sorted函数排序：略（有需要请看前面的内容）。

¶（四）不可变集合frozenset ：

和set相关，是不可变的，且为hashable，其元素一经创建无法更改。

可以用作字典的键或者其他集合的元素。

set中所有改变集合本身的方法都不支持（如add、remove方法等等），其余的方法都支持。

和set进行集合运算时，返回类型为运算左侧对象对应的类型。

如果set需要不可变就用frozenset来代替。

由元素创建时，frozenset必须由强制转化指定类型。

a=frozenset({1,2,3,4,5,6}) #由强制转化创建
b={4,5,6,7,8,9} #可变
print(type(a&b))
print(type(b&a)) #和右边类型相同
a.issubset(b) #支持不改变集合的set的所用方法
# a.remove(1) 此句报错，frozenset没有改变元素的方法
# 输出结果
# <class 'frozenset'>
# <class 'set'>

python_study

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python基础——数据类型(六)集合

https://github.com/xiaohei07/xiaohei07.github.io/2023/03/23/python基础——数据类型(六)集合/

作者

07xiaohei

发布于

2023年3月23日

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