[ Python ] set集合及函數的使用


1. set類型

set 和 dict 類似,也是一組 key 的集合,但是不存儲 value. 由於 key  不重復,所以,在 set 中, 沒有重復的 key 集合是可變類型

(1)集合的創建

# 第一種方式創建 set 類型
>>> print(type(set1), set1)
<class 'set'> {1, 3, 6, 'z', 'a', 'b'}

# 第二種方式創建 set 類型
>>> set2 = set(['z', 'a', 'b', 3, 6, 1])
>>> print(type(set2), set2)
<class 'set'> {1, 3, 6, 'z', 'a', 'b'}

# 第三種方式創建 set 類型
>>> set3 = set('hello')
>>> print(type(set3), set3)
<class 'set'> {'o', 'e', 'l', 'h'}

 

2. set 工廠函數

(1)add(self, *args, **kwargs)

  新增一個元素到集合

set1 = {'a', 'z', 'b', 4, 6, 1}
set1.add(8)
set1.add('hello')
print(set1)

# 執行結果:
# {'b', 1, 'a', 4, 6, 8, 'hello', 'z'}

 

(2) clear()
  清空所有集合元素

set1 = {'a', 'z', 'b', 4, 6, 1}
set1.clear()
print(set1)

# 執行結果:
# set()

 

(3)copy()
    拷貝整個集合並賦值給變量

set1 = {'a', 'z', 'b', 4, 6, 1}
set2 =set1.copy()
print(set2)

# 執行結果:
# {1, 'a', 4, 6, 'b', 'z'}

 

(4)pop()
    隨機刪除集合中一個元素,可以通過變量來獲取刪除的元素

set1 = {'a', 'z', 'b', 4, 6, 1}
ys = set1.pop()
print('set1集合:', set1)
print('刪除的元素:', ys)

# 執行結果:
# set1集合: {4, 6, 'z', 'a', 'b'}
# 刪除的元素: 1

 

(5)remove(self, *args, **kwargs)
    刪除集合中指定的元素,如果該集合內沒有該元素就報錯

set1 = {'a', 'z', 'b', 4, 6, 1}
set1.remove('a')
print(set1)
set1.remove('x')
print(set1)

# 執行結果:
# {1, 4, 6, 'b', 'z'}
# Traceback (most recent call last):
#   File "D:/learn_python/learn_python/day13/s1.py", line 43, in <module>
#     set1.remove('x')
# KeyError: 'x'

 

(6)discard(self, *args, **kwargs)
    刪除集合中指定的元素,如果該集合內沒有該元素也不會報錯

set1 = {'a', 'z', 'b', 4, 6, 1}
set1.discard('a')
print(set1)
set1.discard('y')
print(set1)

# 執行結果:
# {1, 4, 6, 'b', 'z'}
# {1, 4, 6, 'b', 'z'}

 

pop() 、remove() 、 discard() 三個集合刪除函數比較:
    pop() 隨機刪除集合中一個元素remove() 刪除集合中指定的元素,如果集合中沒有指定的元素,程序報錯!
    discard() 刪除集合中指定的元素,如果集合中沒有指定的元素,程序正常運行。

 

(7) intersection  & :交集; union | :並集合; difference - : 差集

set1 = {'a', 'b', 'x', 'y'}
set2 = {'i', 'j', 'b', 'a'}

# 交集
print(set1 & set2)
print(set1.intersection(set2))

# 執行結果:
# {'a', 'b'}
# {'a', 'b'}


# 並集
print(set1 | set2)
print(set1.union(set2))

# 執行結果:
# {'y', 'j', 'a', 'b', 'x', 'i'}
# {'y', 'j', 'a', 'b', 'x', 'i'}

# 差集
print(set1 - set2)
print(set1.difference(set2))
print(set2 - set1)
print(set2.difference(set1))

# 執行結果:
# {'y', 'x'}
# {'y', 'x'}
# {'j', 'i'}
# {'j', 'i'}

 

(8)difference_update ()
    求差集,並賦值給源集合

set1 = {'a', 'b', 'x', 'y'}
set2 = {'i', 'j', 'b', 'a'}
set1.difference_update(set2)
print(set1)

# 執行結果:
# {'y', 'x'}

 

(9)intersection_update()
    求交集,並賦值給源集合

set1 = {'a', 'b', 'x', 'y'}
set2 = {'i', 'j', 'b', 'a'}

set1.intersection_update(set2)
print(set1)

# 執行結果:
# {'b', 'a'}

 

(10)symmetric_difference()  和 ^ 符號效果一樣
    求交叉補集

set1 = {'a', 'b', 'x', 'y'}
set2 = {'i', 'j', 'b', 'a'}

print('symmetric_difference:', set1.symmetric_difference(set2))
print('^:', set1 ^ set2)

# 執行結果:
# symmetric_difference: {'x', 'i', 'y', 'j'}
# ^: {'x', 'i', 'y', 'j'}

 

(11)symmetric_difference_update()
  求交叉補集並賦值給源集合

set1 = {'a', 'b', 'x', 'y'}
set2 = {'i', 'j', 'b', 'a'}

set1.symmetric_difference_update(set2)
print(set1)

# 執行結果:
# {'y', 'i', 'j', 'x'}

 

(12)update()
    更新集合,參數為可迭代對象

set1 = {'a', 'b', 'x', 'y'}

set1.update(('hello', 'world'))
print(set1)

# 執行結果:
# {'hello', 'world', 'b', 'a', 'y', 'x'}

 

add() 和 update() 比較:
    add(): 只能添加一個元素到集合
    update(): 可以添加多個元素到集合,參數為 iterable

 

使用 frozenset 定義不可變集合

s = frozenset('hello')
print(s)

# 執行結果:
# frozenset({'h', 'e', 'o', 'l'})

 使用 frozenset 定義的集合,沒有 add 或者 pop 等方法

 

3. 函數

(1)函數表現形式
python中函數的定義方法:

def test(x):
        "The function definitions"
        x += 1
        return x

 

def: 定義函數關鍵字
test: 函數名(): 內可定義參數"": 文檔描述(非必要,強烈建議添加函數信息描述)
x+=1 : 泛指代碼塊或程序處理邏輯
return: 定義返回值

調用運行:可以帶參數也可以不帶函數名()

使用函數的好處:
    代碼重用
    保持一致性,易維護
    可擴展

函數返回值:
    返回值 = 0 : 返回 None
    返回值 = 1 : 返回 object
    返回值數 > 1: 返回 tuple

 

(2)函數的參數

建議參考:廖老師python3函數的參數

 

4. 全局變量和局部變量

如果函數的內容無 global 關鍵字,優先讀取局部變量,能讀取全局變量,無法對全局變量重新賦值 NAME='FFF',但是對於可變類型,可以對內部元素進行操作;
如果函數中有 global 關鍵字,變量本質上就是全局變量,可讀取可賦值 NAME='fff'

name = 'hkey'

def test1():
        name = 'xiaofei'
        print(name)

def test2():
        global name
        name = 'xxxx'

test1()
test2()
print('name:', name)

# 執行結果:
# xiaofei
# name: xxxx

 

 

如果函數內無 global 關鍵字:

    (1)有聲明局部變量

NAME = ['xiaofei', 'hkey']

def test():
        NAME = 'sky'
        print('name:', NAME)

test()

# 執行結果:
# name: sky

 

    (2)無聲明局部變量
    對於可變類型,可以對內部元素進行操作;

NAME = ['xiaofei', 'hkey']

def test():
        NAME.append('sky')
        print('name:', NAME)

test()

# 執行結果:
# name: ['xiaofei', 'hkey', 'sky']

 

如果函數內有 global 關鍵字

    (1)有聲明局部變量

NAME = ['xiaofei', 'hkey']

def test():
        # 獲取全局變量 NAME
        global NAME
        # 打印全局變量 NAME
        print('global NAME:', NAME)
        # 將全局變量 NAME 修改為 'test_func'
        NAME = 'test_func'
        # 打印修改后的全局變量
        print('name:', NAME)

test()

# 執行結果:
# global NAME: ['xiaofei', 'hkey']

 

    (2)無聲明局部變量

NAME = ['xiaofei', 'hkey']

def test():
        # 獲取全局變量 NAME
        global NAME
        # 打印全局變量 NAME
        print(NAME)
        # 修改全局變量為 ['sky']
        NAME = ['sky']
        # 追加全局變量
        NAME.append('blue')
        # 打印修改后的全局變量
        print(NAME)

test()

# 執行結果:
##['sky','blue']

 

在代碼中我們規定,全局變量名全部使用大寫,而局部變量用小寫,這邊就避免變量名的混淆;

    (3)nonlocal 關鍵字用來在函數或者其他作用域中使用外層變量

def outer():
        num = 10
        def inner():
                nonlocal num    # nonlocal 關鍵字聲明
                num = 100       # 修改作用域 num 使用方法和 global 一致
                print(num)      
        inner()
        print(num)          # 該 num 已經在 inner() 中修改過的

outer()

# 執行結果:
# 100
# 100

 

 5. 遞歸函數

   (1)函數即變量

def test():
        pass

t = test    # 把函數當作值 賦值給變量 t
print(t)

# 執行結果:
# <function test at 0x00000245A2FBA048>

   

  (2)遞歸函數

      在函數內部,可以調用其他函數。如果一個函數在內部調用自身本身,這個函數就是遞歸函數。
      遞歸函數的優點是定義簡單,邏輯清晰。理論上,所有的遞歸函數都寫成循環的方式,但循環的邏輯不如遞歸清晰。

def fact(n):
        if n == 1:
                return 1
        return n * fact(n - 1)

print(fact(5))

# 執行過程如下:
# 
# ===> fact(5)
# ===> 5 * fact(4)
# ===> 5 * (4 * fact(3))
# ===> 5 * (4 * (3 * fact(2)))
# ===> 5 * (4 * (3 * (2 * fact(1))))
# ===> 5 * (4 * (3 * (2 * 1)))
# ===> 5 * (4 * (3 * 2))
# ===> 5 * (4 * 6)
# ===> 5 * 24
# ===> 120

 

    遞歸函數就像問路一樣,有去有回。A問B,B在問C,C知道答案返回給B,B在返回給A
    必須有一個明確的結束條件
    每次進入更深一層的遞歸時,問題規模相比上次遞歸應有所減少
    遞歸效率不高

 

  (3)尾遞歸優化

      尾遞歸是指,在函數返回的時候,調用自身本身,並且,return 語句不能包含表達式。

def fact(n):
        return fact_iter(n, 1)

def fact_iter(num, product):
        if num == 1:
                return product
        # return 語句不能包含表達式。遞歸本身無論調用多少次,都只占用一個棧幀
        return fact_iter(num - 1, num * product)

# 運行過程:
# fact(5)
# ===> fact_iter(5, 1)
# ===> fact_iter(4, 5)
# ===> fact_iter(3, 20)
# ===> fact_iter(2, 60)
# ===> fact_iter(1, 120)
# ===>120

 


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