Python 集合數據類型之一： set [學習 Python 必備基礎知識][看此一篇就夠了][創建set集合][訪問set集合][刪除set集合][增刪set集合的元素][set集合間交並差運算]

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Python 中的 `set` 集合，將所有元素放在一對大括弧 `{}` 中，相鄰元素之間用 `,` 分隔。 set 集合是無序的，所以每次輸出時元素的排序順序可能都不相同。 set 集合中的元素都是唯一的，互不相同。並且元素個數沒有限制。 在同一集合中，只能存儲不可變的數據類型，包括數字、字元串、... ...


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目錄

1 set 集合概述

目前有兩種內置集合類型，set 和 frozenset(可參見博文《Python 集合數據類型之二： fronzenset》)。

  • set 類型：是可變的，其內容可以使用 add() 和 remove() 這樣的方法來改變。
    由於是可變類型，它沒有哈希值，且不能被用作字典的鍵或其他集合的元素。

  • frozenset 類型：是不可變並且為 hashable ，其內容在被創建後不能再改變；
    因此它可以被用作字典的鍵或其他集合的元素。

Python 中的 set 集合，將所有元素放在一對大括弧 {} 中，相鄰元素之間用 , 分隔。

set 集合是無序的，所以每次輸出時元素的排序順序可能都不相同。

set 集合中的元素都是唯一的，互不相同。並且元素個數沒有限制。

在同一集合中，只能存儲不可變的數據類型，包括數字、字元串、元組；無法存儲列表、set 集合、字典這些可變的數據類型，否則 Python 解釋器會拋出 TypeError 錯誤。

舉例如下所示：

例一，在同一集合中，只能存儲不可變的數據類型，包括數字、字元串、元組。

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}  # 可以存儲整數、浮點數、布爾值、複數、字元串、元組
print(type(set_demo1))

運行結果：

<class 'set'>

在同一集合中，無法存儲列表、set 集合、字典這些可變的數據類型，否則 Python 解釋器會拋出 TypeError 錯誤。

例二，無法存儲列表

set_demo2 = {[1, 2, 3, 4]}  # 無法存儲列表
print(type(set_demo2))

運行結果：

    set_demo2 = {[1, 2, 3, 4]}  # 無法存儲列表
TypeError: unhashable type: 'list'

例三，無法存儲 set 集合

set_demo3 = {{1, 2, 3, 4}}  # 無法存儲 set 集合
print(type(set_demo3))

運行結果：

    set_demo3 = {{1, 2, 3, 4}}  # 無法存儲 set 集合
TypeError: unhashable type: 'set'

例四，無法存儲字典

set_demo4 = {{'Q': 'python', 'W': 'java'}}  # 無法存儲字典
print(type(set_demo4))

運行結果：

    set_demo4 = {{'Q': 'python', 'W': 'java'}}  # 無法存儲字典
TypeError: unhashable type: 'dict'

在同一集合中，數據必須保證是唯一的，因為集合對於每種數據元素，只會保留一份。

例五，set 集合中的元素都是唯一的，互不相同。

set_demo1 = {11, 2.1, 11, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3), '碼農阿傑'}
print(set_demo1)

運行結果：

{True, 2.1, 11, (1, 2, 3), '碼農阿傑', (4+5j)}

2 Python 創建 set 集合

2.1 使用 {} 創建

直接使用 {} 創建 set 集合，並把創建好的 set 集合賦值給一個變數，便於以後的使用。

語法格式如下所示：

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

對以上格式說明，

  • set：表示集合的名稱。起名時既要符合 Python 命名規範，也要避免與 Python 內置函數重名。同時要“見名知其意”。
  • element1 - elementn：表示 set 集合元素，個數沒有限制。

舉例如下所示：

set_demo = {'微信公眾號：', '碼農阿傑'}

print(type(set_demo))
print(set_demo)

運行結果：

<class 'set'>
{'微信公眾號：', '碼農阿傑'}

2.2 使用 set() 函數創建集合

使用 Python 的內置函數 set()創建集合。

其實是將字元串、列表、元組、range 對象等可迭代對象轉換成 set 集合。

註意：如果要創建空集合，只能使用 set() 函數實現。因為直接使用一對 {} 創建 set 集合，Python 解釋器會將其視為一個空字典。

使用語法格式如下所示：

setname = set(iteration)

對以上格式說明，

  • iteration：表示字元串、列表、元組、range 對象等可迭代對象。

舉例如下所示：
例一，

print(set('碼農阿傑'))
print(set([1, 2, 3, 4, 5]))
print(set((1, 2, 3, 4, 5)))
print(set(range(1, 6)))

運行結果：

{'碼', '阿', '農', '傑'}
{1, 2, 3, 4, 5}
{1, 2, 3, 4, 5}
{1, 2, 3, 4, 5}

例二，如果要創建空集合，只能使用 set() 函數實現。因為直接使用一對 {} 創建 set 集合，Python 解釋器會將其視為一個空字典。

set_demo1 = {}
set_demo2 = set()

print(type(set_demo1))
print(type(set_demo2))

運行結果：

<class 'dict'>
<class 'set'>

3 Python 訪問 set 集合元素

set 集合中的元素是無序的，因此無法使用索引（下標）訪問元素。

在 Python 中，訪問 set 集合元素，通常使用迴圈結構（請參見博文《Python 迴圈結構詳解》），將集合中的數據（元素）逐一讀取出來。

舉例如下所示：

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}

for i in set_demo1:
    print(i)

運行結果：

True
2.1
11
(1, 2, 3)
(4+5j)
碼農阿傑

4 Python 刪除 set 集合

手動刪除 set 集合，可以使用 del 關鍵字。

舉例如下所示：

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}

print('刪除前 set_demo1 = ', set_demo1)

del set_demo1  # 使用 del 刪除 set 集合

print('刪除後 set_demo1 = ', set_demo1)

運行結果：

刪除前 set_demo1 =  {True, 2.1, 11, (1, 2, 3), '碼農阿傑', (4+5j)}
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Data/ProfessionalSkills/Python/PycharmProjects/demo/demo.py", line 18, in <module>
    print('刪除後 set_demo1 = ', set_demo1)
NameError: name 'set_demo1' is not defined

5 對 set 集合中元素的操作

5.1 向 set 集合中添加元素

向 set 集合中添加元素，可以使用 set 類型提供的 add() 方法實現。

註意：使用 add() 方法添加的元素，只能是不可變數據，包含數字、字元串、元組；不能添加列表、集合、字典這類可變的數據，否則 Python 解釋器會報 TypeError 錯誤。

使用語法格式如下所示：

setname.add(element)

對以上格式說明，

  • setname：表示要添加元素的 set 集合。
  • element：表示要添加到 set 集合中的元素。

舉例如下所示：

例一，向 set 集合中添加的元素為字元串

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}

print('添加前 set_demo1 =', set_demo1)
set_demo1.add('https://blog.csdn.net/manongajie')  # 向 set 集合中添加元素
print('添加後 set_demo1 =', set_demo1)

運行結果：

添加前 set_demo1 = {True, 2.1, 11, (1, 2, 3), '碼農阿傑', (4+5j)}
添加後 set_demo1 = {True, 2.1, 'https://blog.csdn.net/manongajie', 11, (1, 2, 3), '碼農阿傑', (4+5j)}

例二，向 set 集合中添加的元素為列表

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}

print('添加前 set_demo1 =', set_demo1)
set_demo1.add([1, 2, 3, 4])
print('添加後 set_demo1 =', set_demo1)

運行結果：

添加前 set_demo1 = {True, 2.1, 11, (1, 2, 3), (4+5j), '碼農阿傑'}
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Data/ProfessionalSkills/Python/PycharmProjects/demo/demo.py", line 15, in <module>
    set_demo1.add([1, 2, 3, 4])
TypeError: unhashable type: 'list'

5.2 從 set 集合中刪除元素

刪除 set 集合中的指定元素，可以使用 remove() 方法。

註意：如果要刪除的元素不在集合中，則此方法會拋出 KeyError 錯誤。此時，可以使用 discard() 方法，此方法和 remove() 方法的用法完全相同，唯一的區別在於當刪除集合中元素失敗時，此方法不會拋出任何錯誤。

使用語法格式如下所示：

setname.remove(element)

對以上格式說明，

  • setname：要刪除元素的 set 集合。
  • element：表示要刪除的元素。

舉例如下所示：
例一，

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}

print('刪除前 set_demo1 =', set_demo1)
set_demo1.remove(11)
print('刪除後 set_demo1 =', set_demo1)

運行結果：

刪除前 set_demo1 = {True, 2.1, 11, (1, 2, 3), '碼農阿傑', (4+5j)}
刪除後 set_demo1 = {True, 2.1, (1, 2, 3), '碼農阿傑', (4+5j)}

例二，使用 remove() 方法刪除 set 集合中不存在的元素，會報錯

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}

print('刪除前 set_demo1 =', set_demo1)
set_demo1.remove('阿傑')
print('刪除後 set_demo1 =', set_demo1)

運行結果：

刪除前 set_demo1 = {True, 2.1, 11, (1, 2, 3), '碼農阿傑', (4+5j)}
Traceback (most recent call last):
  File "D:/Data/ProfessionalSkills/Python/PycharmProjects/demo/demo.py", line 15, in <module>
    set_demo1.remove('阿傑')
KeyError: '阿傑'

例三，使用 discard() 方法刪除 set 集合中不存在的元素，不會報錯

set_demo1 = {11, 2.1, True, 4 + 5j, '碼農阿傑', (1, 2, 3)}

print('刪除前 set_demo1 =', set_demo1)
set_demo1.discard('阿傑')
print('刪除後 set_demo1 =', set_demo1)

運行結果：

刪除前 set_demo1 = {True, 2.1, 11, (1, 2, 3), (4+5j), '碼農阿傑'}
刪除後 set_demo1 = {True, 2.1, 11, (1, 2, 3), (4+5j), '碼農阿傑'}

6 Python set 集合之間的運算

6.1 交集運算

set 集合間的交集運算：取兩集合公共的元素。
運算符位：&。

舉例如下所示：

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}

print(set1 & set2)

運行結果：

{4, 5}

6.2 並集運算

set 集合間的並集運算：取兩集合全部的元素。
運算符位：|。

舉例如下所示：

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}

print(set1 | set2)

運行結果：

{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

6.3 差集運算

set 集合間的差集運算：取一個集合（被減數集合）中另一個集合沒有的元素。
運算符位：-。

舉例如下所示：

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}

print('set1 - set2 =', set1 - set2)
print('set2 - set1 =', set2 - set1)

運行結果：

set1 - set2 = {1, 2, 3}
set2 - set1 = {8, 6, 7}

6.4 對稱差集運算

set 集合間的對稱差集運算：取集合 A 和 B 中不屬於 A&B 的元素。
運算符位：^。

舉例如下所示：

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}

print(set1 ^ set2)

運行結果：

{1, 2, 3, 6, 7, 8}

7 set 集合常用方法

請參見博文 《Python set 集合常用方法詳解》。

【文章其它地址】

微信公眾號：碼農阿傑

CSDN 博客

【參考資料】

Python 官網

Python 3.8.2 documentation


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