Python中的集合

Python是一種跨平臺的計算機程序設計語言。 是一個高層次的結合了解釋性、編譯性、互動性和面向對象的腳本語言。最初被設計用于編寫自動化腳本(shell)，隨著版本的不斷更新和語言新功能的添加，越多被用于獨立的、大型項目的開發。今天介紹的是Python中的集合。

一、什么是集合

除了列表，元組和字典，集合也是Python語言提供的內置數據結構之一，可以把集合看作是沒有存儲value的字典，因此集合的特點如下：

1. 集合中不可以存儲重復的數據；

2. 集合中的數據是無序的；

3. 集合中的數據可以是任何不可變類型，多種類型的數據可以混合存儲在一個集合中；

4. 集合可以根據需要動態的伸縮，也就是說，系統會根據需要動態的分配和回收內存，因此在使用前無須預先聲明集合的容量；

5. 集合會浪費較大的內存，與列表相比是用空間換取了時間；

二、集合的創建

1、使用花括號{}創建集合

s = {3,5,8,1,2}
print(s) # {1, 2, 3, 5, 8}
s = {3,3,6,8,8,9}
print(s) # {8, 9, 3, 6}
s = {}
print(type(s)) # <class 'dict'> 不能使用{}創建空集合，創建的為字典

2、使用內置函數set創建集合

s = set(range(1,6)) # {1, 2, 3, 4, 5}
s = set([3,5,8,1,2]) # {1, 2, 3, 5, 8},可以傳入列表
s = set((3,5,8,1,2)) # {1, 2, 3, 5, 8}，可以傳入元組
s = set({3,5,8,1,2}) # {1, 2, 3, 5, 8}，可以傳入{}集合
s = set('35812') # {'5', '8', '3', '2', '1'}，傳入的字符串會被分隔開
s = set() # set() <class 'set'> 創建空集合

三、集合的增刪查

1、查操作

使用"in" "not in"對列表進行查操作

s1 = {'a','b','c'}
print('a' in s1) # True
print('d' not in s1) # True

2、增操作

使用add和update方法添加元素

s1 = {'a','b','c'}
s1.add('d') # 一次添加一個元素
s1.update('e','f','g') # 一次添加多個元素
print(s1)  # {'g', 'f', 'd', 'b', 'c', 'a', 'e'}

3、刪操作

使用pop,remove,discard,clear對集合做刪操作

s1 = {1,2,3,4,5}
print(s1.pop())  # 1 一次隨機刪除一個元素
s1.remove(3) # 刪除元素3
print(s1) # {2, 4, 5}
s1.discard(2)  # 刪除元素2
print(s1) #  {4, 5}
s1.clear() # 清空集合
print(s1) # set()

四、集合之間的關系

1、兩個集合是否相等，可以使用運算符== 和 != 進行判斷

s1 = set([1,2,3,4])
s2 = set([2,3,4,5])
print(s1 == s2) # False
print(s1 != s2) # True

2、一個集合是否是另一個集合的子集

# 調用方法issbubset進行判斷
s1 = {1,2,3,4}
s2 = {3,4,6}
s3 = {1,2,3,4,5}
print(s1.issubset(s3)) # True
print(s2.issubset(s3)) # False

3、一個集合是否是另一個集合的超集

#  可以調用方法issuperset進行判斷
print(s3.issuperset(s1)) # True
print(s3.issuperset(s2)) # False

4、兩個集合是否沒有交集

# 可以調用方法isdisjiont進行判斷
s1 = {1,3,5,7}
s2 = {22,11,44}
s3 = {1,2,3,5,7,8}
print(s1.isdisjoint(s2)) # True
print(s1.isdisjoint(s3)) # False

五、集合的數學操作

1、兩個集合的交集

#s1和s2的交集
#使用intersection方法，返回的是兩者的交集
#使用s1.intersection_update(s2)方法，返回值是none，但是會把交集的值賦給s1
s1 = {1,2,3,4}
s2 = {3,4}
print(s1.intersection(s2))  #{3, 4}
print(s1 & s2 ) #{3, 4}
print(s1.intersection_update(s2))  #None
print(s1)  #{3, 4}

2、兩個集合的并集

并集并集，合并的集合，使用union
s1 = {1,2,3,4,5}
s2 = {3,4,5}
print(s1.union(s2)) #{1, 2, 3, 4, 5}
print(s1 | s2 ) #{1, 2, 3, 4, 5}

3、兩個集合的差集

#既找到s1在s2中沒有的元素
#使用difference()方法，找到差集
#使用s1.difference_update(s2)方法，返回的值為None，作用為將差集賦值給s1
s1 = {1,2,3,4,5,6}
s2 = {1,7,9,4,10}
print(s1 - s2 ) #{2,3,5,6}
print(s1.difference(s2)) #{2,3,5,6}
print(s1.difference_update(s2)) #None
print(s1) #{2, 3, 5, 6}

4、兩個集合的對稱差集

對稱差集，既去掉兩個集合交集的部分
s1 = {1,3,5,7,9}
s2 = {2,3,6,7,10}
print(s1 ^ s2 ) #{1, 2, 5, 6, 9, 10}
print(s1.symmetric_difference(s2)) #{1, 2, 5, 6, 9, 10}
print(s1.symmetric_difference_update(s2)) #None
print(s1) #{1, 2, 5, 6, 9, 10}

六、frozenset不可變的集合

frozenset，被凍結的set，也是不可變的set,frozenset置于set就好比tuple置于list

frozenset是不可變類型，存在以下特點：

● 存在哈希值

● 可以作為字典的key

● 可以作為set的元素

#可以調用內置函數frozenset創建
print(frozenset(range(6))) # frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 5})
print(frozenset([1,2,5,7])) # frozenset({1, 2, 5, 7})
print(frozenset(('a','b','c'))) # frozenset({'a', 'c', 'b'})
print(frozenset('abcdef')) # frozenset({'c', 'f', 'e', 'a', 'b', 'd'})

#作為set的元素
s1 = set(frozenset([1,2,3,4,56,7,8]))
print(s1,type(s1))  # {1, 2, 3, 4, 7, 8, 56} <class 'set'>
s1.add(('abc'))
print(s1,type(s1)) {1, 2, 3, 4, 'abc', 7, 8, 56} <class 'set'>