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【Python】set集合详解

Python 集合

2023-03-02 11:00:55 时间

### set集合详解 ###

*  概述
 *  创建 set集合（2种）
 *   *  1) 使用 \{\} 创建
     *  2) set()函数创建集合
 *  访问set集合元素
 *  删除set集合
 *  set集合中添加元素
 *  set集合中删除元素
 *  set集合做交集、并集、差集运算
 *  set集合方法详解

# 概述 #

Python 中的集合，和数学中的集合概念一样，用来保存不重复的元素，即集合中的元素都是唯一的，互不相同。

从形式上看，和字典类似，Python 集合会将所有元素放在一对大括号 `{}` 中，相邻元素之间用`“,”`分隔，如下所示：

{
        element1, element2, ..., elementn}

其中，elementn 表示集合中的元素，个数没有限制。

同一集合中，只能存储不可变的数据类型，包括整形、浮点型、字符串、元组，`无法存储`列表、字典、集合这些可变的数据类型，否则 Python 解释器会抛出 `TypeError 错误`。比如说：

>>> {
 {
 'a':1}}
 Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
 {
 {
 'a':1}}
 TypeError: unhashable type: 'dict'
 >>> {
 [1,2,3]}
 Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#9>", line 1, in <module>
 {
 [1,2,3]}
 TypeError: unhashable type: 'list'
 >>> {
 {
 1,2,3}}
 Traceback (most recent call last):
 File "<pyshell#10>", line 1, in <module>
 {
 {
 1,2,3}}
 TypeError: unhashable type: 'set'

并且需要注意的是，数据必须保证是唯一的，因为集合对于每种数据元素，只会保留一份。例如：

>>> {
        1,2,1,(1,2,3),'c','c'}
    {
        1, 2, 'c', (1, 2, 3)}

由于 Python 中的 `set 集合`是无序的，所以每次输出时元素的排序顺序可能都不相同。

其实，Python 中有两种集合类型，一种是 `set 类型`的集合，另一种是 `frozenset 类型`的集合，它们唯一的区别是，`set 类型`集合可以做添加、删除元素的操作，而 `forzenset 类型`集合不行。

# 创建 set集合（2种） #

Python 提供了 `2 种`创建 set 集合的方法，分别是使用 `{}` 创建和使用 `set() 函数`将列表、元组等类型数据转换为集合

## 1) 使用 \{\} 创建 ##

在 Python 中，创建 `set 集合`可以像列表、元素和字典一样，直接将集合赋值给变量，从而实现创建集合的目的，其语法格式如下：

setname = {
        element1,element2,...,elementn}

其中，setname 表示集合的名称，起名时既要符合 Python 命名规范，也要避免与 Python 内置函数重名。

举个例子：

a = {
        1,'c',1,(1,2,3),'c'}
    print(a)
    输出：{
        1, 'c', (1, 2, 3)}

## 2) set()函数创建集合 ##

`set() 函数`为 Python 的内置函数，其功能是将字符串、列表、元组、range 对象等可迭代对象转换成集合。该函数的语法格式如下：

setname = set(iteration)

其中，iteration 就表示字符串、列表、元组、range 对象等数据。

例如：

set1 = set("c.biancheng.net")
    set2 = set([1,2,3,4,5])
    set3 = set((1,2,3,4,5))
    print("set1:",set1)
    print("set2:",set2)
    print("set3:",set3)
    输出：
    set1: {
        'a', 'g', 'b', 'c', 'n', 'h', '.', 't', 'i', 'e'}
    set2: {
        1, 2, 3, 4, 5}
    set3: {
        1, 2, 3, 4, 5}

注意，如果要创建空集合，只能使用 `set() 函数`实现。因为直接使用一对 `{}`，Python 解释器会将其视为一个空字典。

# 访问set集合元素 #

由于集合中的元素是无序的，因此无法向列表那样使用下标访问元素。

Python 中，访问集合元素最常用的方法是使用循环结构，将集合中的数据逐一读取出来。

例如：

a = {
        1, 'c', 1, (1, 2, 3), 'c'}
    for ele in a:
        print(ele, end=' ')
    
    输出：c 1 (1, 2, 3)

# 删除set集合 #

和其他序列类型一样，手动函数集合类型，也可以使用 `del()` 语句，例如：

a = {
 1,'c',1,(1,2,3),'c'}
 print(a)
 del(a)
 print(a)
 
 输出：
 {
 1, 'c', (1, 2, 3)}
 Traceback (most recent call last):
 File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>
 print(a)
 NameError: name 'a' is not defined

Python `set 集合`最常用的操作是向集合中添加、删除元素，以及集合之间做交集、并集、差集等运算

# set集合中添加元素 #

set 集合中添加元素，可以使用 set 类型提供的 `add() 方法`实现，该方法的语法格式为：

setname.add(element)

其中，setname 表示要添加元素的集合，element 表示要添加的元素内容。

需要注意的是，使用 `add() 方法`添加的元素，只能是数字、字符串、元组或者布尔类型（True 和 False）值，不能添加列表、字典、集合这类可变的数据，否则 Python 解释器会报 TypeError 错误。例如：

a = {
 1,2,3}
 a.add((1,2))
 print(a)
 a.add([1,2])
 print(a)
 
 输出：
 {
 (1, 2), 1, 2, 3}
 Traceback (most recent call last):
 File "C:\Users\qinjl\Desktop\1.py", line 4, in <module>
 a.add([1,2])
 TypeError: unhashable type: 'list'

# set集合中删除元素 #

删除现有 set 集合中的指定元素，可以使用 `remove() 方法`，该方法的语法格式如下：

setname.remove(element)

使用此方法删除集合中元素，需要注意的是，如果被删除元素本就不包含在集合中，则此方法会抛出 KeyError 错误，例如：

a = {
 1,2,3}
 a.remove(1)
 print(a)
 a.remove(1)
 print(a)
 
 输出：
 {
 2, 3}
 Traceback (most recent call last):
 File "C:\Users\qinjl\Desktop\1.py", line 4, in <module>
 a.remove(1)
 KeyError: 1

如果我们不想在删除失败时令解释器提示 KeyError 错误，还可以使用 `discard() 方法`，此方法和 `remove() 方法`的用法完全相同，唯一的区别就是，当删除集合中元素失败时，此方法不会抛出任何错误。

a = {
        1,2,3}
    a.remove(1)
    print(a)
    a.discard(1)
    print(a)
    
    输出：
    {
        2, 3}
    {
        2, 3}

# set集合做交集、并集、差集运算 #

集合最常做的操作就是进行交集、并集、差集以及对称差集运算，首先有必要给大家普及一下各个运算的含义。  
![在这里插入图片描述][20210707171948128.png]  
图中，有 2 个集合，分别为 `set1={1,2,3}` 和 `set2={3,4,5}`，它们既有相同的元素，也有不同的元素。以这两个集合为例，分别做不同运算的结果如下表所示。

<table> 
 <thead> 
 <tr> 
 <th>运算操作</th> 
 <th>Python运算符</th> 
 <th>含义</th> 
 <th>例子</th> 
 </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td>交集</td> 
 <td>&amp;</td> 
 <td>取两集合公共的元素</td> 
 <td>&gt;&gt;&gt; set1 &amp; set2 {3}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>并集</td> 
 <td>|</td> 
 <td>取两集合全部的元素</td> 
 <td>&gt;&gt;&gt; set1 | set2 {1,2,3,4,5}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>差集</td> 
 <td>-</td> 
 <td>取一个集合中另一集合没有的元素</td> 
 <td>&gt;&gt;&gt; set1 - set2 {1,2} &gt;&gt;&gt; set2 - set1 {4,5}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td>对称差集</td> 
 <td>^</td> 
 <td>取集合 <code>A</code> 和 <code>B</code> 中不属于 <code>A&amp;B</code> 的元素</td> 
 <td>&gt;&gt;&gt; set1 ^ set2 {1,2,4,5}</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

# set集合方法详解 #

>>> dir(set)
    ['add', 'clear', 'copy', 'difference', 'difference_update', 'discard', 'intersection', 'intersection_update', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'pop', 'remove', 'symmetric_difference', 'symmetric_difference_update', 'union', 'update']

<table> Python set方法 
 <tbody> 
 <tr> 
 <th> 方法名</th> 
 <th> 语法格式</th> 
 <th> 功能</th> 
 <th> 实例</th> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> add()</td> 
 <td> set1.add()</td> 
 <td> 向 set1 集合中添加数字、字符串、元组或者布尔类型</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set1.add((1,2)) &gt;&gt;&gt; set1 {(1, 2), 1, 2, 3}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> clear()</td> 
 <td> set1.clear()</td> 
 <td> 清空 set1 集合中所有元素</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set1.clear() &gt;&gt;&gt; set1 set() set()才表示空集合，{}表示的是空字典</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> copy()</td> 
 <td> set2 = set1.copy()</td> 
 <td> 拷贝 set1 集合给 set2</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = set1.copy() &gt;&gt;&gt; set1.add(4) &gt;&gt;&gt; set1 {1, 2, 3, 4} &gt;&gt;&gt; set1 {1, 2, 3}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> difference()</td> 
 <td> &nbsp;set3 = set1.difference(set2)</td> 
 <td> 将 set1 中有而 set2 没有的元素给 set3</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set3 = set1.difference(set2) &gt;&gt;&gt; set3 {1, 2}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> difference_update()</td> 
 <td> set1.difference_update(set2)</td> 
 <td> 从 set1 中删除与 set2 相同的元素</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set1.difference_update(set2) &gt;&gt;&gt; set1 {1, 2}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> discard()</td> 
 <td> set1.discard(elem)</td> 
 <td> 删除 set1 中的 elem 元素</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set1.discard(2) &gt;&gt;&gt; set1 {1, 3} &gt;&gt;&gt; set1.discard(4) {1, 3}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> intersection()</td> 
 <td> set3 = set1.intersection(set2)</td> 
 <td> 取 set1 和 set2 的交集给 set3</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set3 = set1.intersection(set2) &gt;&gt;&gt; set3 {3}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> intersection_update()</td> 
 <td> set1.intersection_update(set2)</td> 
 <td> 取 set1和 set2 的交集，并更新给 set1</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set1.intersection_update(set2) &gt;&gt;&gt; set1 {3}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> isdisjoint()</td> 
 <td> set1.isdisjoint(set2)</td> 
 <td> 判断 set1 和 set2 是否没有交集，有交集返回 False；没有交集返回 True</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set1.isdisjoint(set2) False</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> issubset()</td> 
 <td> set1.issubset(set2)</td> 
 <td> 判断 set1 是否是 set2 的子集</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {1,2} &gt;&gt;&gt; set1.issubset(set2) False</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> issuperset()</td> 
 <td> set1.issuperset(set2)</td> 
 <td> 判断 set2 是否是 set1 的子集</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {1,2} &gt;&gt;&gt; set1.issuperset(set2) True</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> pop()</td> 
 <td> a = set1.pop()</td> 
 <td> 取&nbsp;set1 中一个元素，并赋值给 a</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; a = set1.pop() &gt;&gt;&gt; set1 {2,3} &gt;&gt;&gt; a 1</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> remove()</td> 
 <td> set1.remove(elem)</td> 
 <td> 移除 set1 中的 elem 元素</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set1.remove(2) &gt;&gt;&gt; set1 {1, 3} &gt;&gt;&gt; set1.remove(4) Traceback (most recent call last): &nbsp; File "&lt;pyshell#90&gt;", line 1, in &lt;module&gt; &nbsp;&nbsp;&nbsp; set1.remove(4) KeyError: 4</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> symmetric_difference()</td> 
 <td> set3 = set1.symmetric_difference(set2)</td> 
 <td> 取 set1 和 set2 中互不相同的元素，给 set3</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set3 = set1.symmetric_difference(set2) &gt;&gt;&gt; set3 {1, 2, 4}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> symmetric_difference_update()</td> 
 <td> set1.symmetric_difference_update(set2)</td> 
 <td> 取 set1 和 set2 中互不相同的元素，并更新给 set1</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set1.symmetric_difference_update(set2) &gt;&gt;&gt; set1 {1, 2, 4}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> union()</td> 
 <td> set3 = set1.union(set2)</td> 
 <td> 取 set1 和 set2 的并集，赋给 set3</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set2 = {3,4} &gt;&gt;&gt; set3=set1.union(set2) &gt;&gt;&gt; set3 {1, 2, 3, 4}</td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td> update()</td> 
 <td> set1.update(elem)</td> 
 <td> 添加列表或集合中的元素到 set1</td> 
 <td> &gt;&gt;&gt; set1 = {1,2,3} &gt;&gt;&gt; set1.update([3,4]) &gt;&gt;&gt; set1 {1,2,3,4}</td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

[20210707171948128.png]: /images/20221005/fca350323b064aa2bf71c458e0dba05b.png

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