Python學習之路day3-集合

一、概述

　　集合（set）是一種無序且不重復的序列。

　　無序不重復的特點決定它存在以下的應用場景：

• 去重處理
• 關系測試

     差集、並集、交集等，下文詳述。

二、創建集合

　　創建集合的方法與創建字典類似，但沒有鍵值對的概念，具體如下：

 　　s1 = {11,22,33}

　　還可以通過以下兩種方法創建：

　　 s2 = set()

　　 s3 = set([11,22,33])

　　這兩種方法本質上是同一種，都是通過調用系統的set()方法進行參數傳遞和類型轉換，如果不傳入參數則直接new一個空的集合；如果傳入的參數有重復的元素則直接去重處理。

三、集合的常見函數用法

3.1 元素對象常見操作

• add()
  添加一個元素到指定的集合，每次只能添加一個。
  

  s1 = {"Java", "PHP", "C++"}
  print(s1)
  s1.add("Python")
  print(s1)
  
  輸出：
  {'C++', 'PHP', 'Java'}
  {'C++', 'Python', 'PHP', 'Java'}
  

• remove()
  刪除集合中指定的對象，一次只能刪除一個，如果該對象不存在則報錯。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s1.remove("C++") 
  print(s1)
  s1.remove("C#") #移除不存在的對象
  
  輸出：
  Traceback (most recent call last):
    File "D:/python/S13/Day3/set.py", line 8, in <module>
      s1.remove("C#")
  KeyError: 'C#'
  {'Java', 'PHP', 'Python'}  #第一次成功移除C++，C#不存在，移除時報錯
  

• discard()
  與remove()類似，也是刪除指定的對象，一次只能刪除一個，但是如果該對象不存在時不報錯。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s1.discard("C++")
  s1.discard("C#")
  print(s1)
  
  輸出：
  {'Python', 'PHP', 'Java'}
  

• pop()
  刪除集合中任意一個對象，注意不能指定。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s1.pop()
  print(s1)
  
  輸出：
  運行多次會發現輸出的s1不固定

• clear()
  清空集合。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s1.clear()
  print(s1)
  print(len(s1))
  
  輸出：
  set()
  0

 

3.2 關系測試常見操作　

　　關系測試常用於對兩個集合的關系判定。

• difference()　
  語法結構：　　set1.difference(set2)或set1 - set2
  

  差集關系運算，以新的set集合形式返回set1中包含，但在set2中不存在的元素集合（不影響原set1和set2）。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  print(s1.difference(s2))
  print(s1 - s2)
  print(s1)
  print(s2)
  
  輸出：
  {'PHP', 'Python', 'C++'}
  {'PHP', 'Python', 'C++'}
  {'PHP', 'Python', 'C++', 'Java'}
  {'Shell', 'Java', 'Ruby'}　

• issubset()
  語法結構：　　set1.issubset(set2)
  判斷集合set1是否為set2的子集，返回布爾值。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  print(s1.issubset(s2))
  
  輸出：
  False

• issuperset()
  語法結構：　　set1.issuperset(set2)
  判斷set1是否為set2的父集。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'C++'}
  print(s1.issuperset(s2))
  
  輸出：
  True

• isdisjoint()
  語法結構：　　set1.isdisjoint(set2)
  判斷set1和set2是否存在交集, 如果不存在返回True， 存在則返回False.
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'C++'}
  s3 = {'GO'}
  print(s1.isdisjoint(s2))
  print(s1.isdisjoint(s3))
  
  輸出：
  False
  True

• symmetric_difference()
  語法結構：set1.symmetric_difference(set2)或set1 ^ set2
  返回set1和set2的對稱式差集，相當於執行set1.difference(set2)和set2.difference(set1)，以新的set集合形式返回set1和set2中差異部分元素（不在兩者中同時存在）集合（僅在set1和set2中出現過一次的元素不影響原set1和set2）。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  print(s1.symmetric_difference(s2))
  print(s1 ^ s2)
  
  輸出：
  {'PHP', 'Ruby', 'Shell', 'C++', 'Python'}
  {'PHP', 'Ruby', 'Shell', 'C++', 'Python'}

• symmetric_difference_update()
  語法結構：set1.symmetric_difference(set2)
  返回set1和set2的對稱式差集，並覆蓋更新原set1集合（原來被調用操作的對象），即執行set1 = set1.symmetric_difference(set2)
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  print(s1.symmetric_difference(s2))
  s1.symmetric_difference_update(s2)
  print(s1)
  
  輸出：
  {'PHP', 'C++', 'Shell', 'Python', 'Ruby'}
  {'Python', 'Shell', 'Ruby', 'PHP', 'C++'}

• intersection()
  語法結構：　　set1.intersection(set2)或set1 & set2
  交集運算，以set方式返回set1和set2的交集部分（同時存在的元素），不影響原集合set1和set2.
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  print(s1.intersection(s2))
  
  輸出：
  {'Java'}

• intersection_update()
  語法結構：　　set1.intersection_update(set2)
  執行交集運算，並將結果覆蓋更新原集合set1（原來被調用操作的對象）。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  s1.intersection_update(s2)
  print(s1)
  
  輸出：
  {'Java'}

• union()
  語法結構：　　set1.union(set2)或set1 | set2
  執行並集計算，合並set1和set2中的對象並做去重處理，最后以集合形式返回結果。
  綜合上述關系運算函數，可確定並集計算相當於對稱差集與交集的並集計算，即合並重復重現的對象和不重復出現的對象，set1.union(set2) = (set1.symmetric_difference(set2)).union(set1.intersection(set2))

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  print(s1.union(s2))
  
  輸出：
  {'Shell', 'PHP', 'Ruby', 'C++', 'Python', 'Java'}

• update()
  語法結構：　　set1.update(obj)
  往集合中批量添加元素，添加的對象必須是可以迭代的對象（當然如果原集合中存在與迭代對象中重復的元素會做去重處理），本質上是通過循環，把傳入的迭代對象逐個添加更新到原集合中。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  s1.update(s2)
  print(s1)
  
  輸出：
  {'Python', 'Ruby', 'Shell', 'C++', 'Java', 'PHP'}

• in 或not in
  成員運算函數同樣適用於集合，最后返回布爾值。
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  print('Java' in s1)
  if 'Go' in s1:
      print("OK")
  else:
      print("Not OK")
  
  輸出：
  True
  Not OK

• <=
  語法結構：　　set1 <= set2
  判斷set1中的每個元素是否都在set2中，即判斷set1是否為set2的子集，等同於set1.issubset(set2)
  

  s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
  s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
  s3 = s1.union(s2)
  print(s1 <= s2)
  print(s1.issubset(s2))
  print(s1 <= s3)
  print(s1.issubset(s3))
  
  輸出：
  False
  False
  True
  True

 

3.3 關系測試運算符

　　常見的關系測試運算符如下：

 

s1 = {'Java', 'PHP', 'Python', 'C++'}
s2 = {'Java', 'Shell', 'Ruby'}
print(s1 - s2)
print(s1.difference(s2))
print("")
print(s1 & s2)
print(s1.intersection(s2))
print("")
print(s1 | s2)
print(s1.union(s2))
print("")
print(s1 ^ s2)
print(s1.symmetric_difference(s2))
print("")
print(s1 <= s2)
print(s1.issubset(s2))

輸出：
{'C++', 'PHP', 'Python'}
{'C++', 'PHP', 'Python'}

{'Java'}
{'Java'}

{'C++', 'Python', 'Shell', 'Ruby', 'Java', 'PHP'}
{'C++', 'Python', 'Shell', 'Ruby', 'Java', 'PHP'}

{'C++', 'Shell', 'Python', 'Ruby', 'PHP'}
{'C++', 'Shell', 'Python', 'Ruby', 'PHP'}

False
False