Python的集合

来源:http://www.cnblogs.com/qtyun/archive/2017/12/18/8052079.html
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1. Python的集合 1.1 集合的定義 在Python中， 集合set是基本數據類型的一種集合類型，它有可變集合(set())和不可變集合(frozenset)兩種。Python中的集合set類似列表，但每個元素都必須時獨一無二的，無序的。 集合set是無序的、不重覆的，是可變的，有add() ...


1. Python的集合

1.1 集合的定義

　　在Python中， 集合set是基本數據類型的一種集合類型，它有可變集合(set())和不可變集合(frozenset)兩種。Python中的集合set類似列表，但每個元素都必須時獨一無二的，無序的。

　　集合set是無序的、不重覆的，是可變的，有add()，remove()等方法。由於集合set是可變的，所以它不存在哈希值。基本功能包括關係測試和消除重覆元素。集合對象還支持union(聯合)、 intersection(交集)、 difference(差集)和sysmmetric difference(對稱差集)等數學運算。

　　集合set支持 N in set, len(set),和 for N in set。作為一個無序的集合，集合set不記錄元素位置或者插入點。因此，集合set不支持 indexing, 或其它類序列的操作。

　　集合frozenset()是凍結的集合，它是不可變的，存在哈希值，優點是它可以作為字典的key，也可以作為其它集合的元素。缺點是一旦創建便不能更改，沒有add()，remove()方法。

　　因此，Python中集合的作用主要是：去重，把一個列表變成集合，就自動去重；關係測試，測試兩組數據之間的交集、差集、並集等關係。

 

1.2 集合的操作

　　在Python中，集合set的常用操作包括：創建集合set、集合set增加、集合set刪除、集合的交集、集合的並集、集合的差集等。

 

1.2.1 集合的創建

　　在Python中，集合的創建可以使用集合的工廠函數set()和frozenset()，但是，set()創建的集合時可變的，frozenset()創建的集合時不可變的，其語法格式分別如下：

　　集合名 = set(集合值)

       集合名 = frozenset(集合值)　　

　　

　　（1）創建空集合

　　在Python中，當不指定集合的值時，使用工廠函數set()和frozenset()即可創建一個空集合。

　　例如，創建空集合。　　

　　代碼：

1 a =set()
2 b = frozenset()
3 print(a)
4 print(b)

　　運行結果：

1 set()
2 frozenset()

 

　　（2）用set()方法創建集合　　

　　例如，用set()方法創建一個0到10之間的奇數的集合，並列印出來。

　　代碼：

1 number_odd = []
2 for number in range(1,11,2):
3     number_odd.append(number)
4 number_opp_set =set(number_odd)
5 print(number_opp_set)

　　說明：

　　第1行，創建一個空列表。

　　第2~3行，用函數range()迴圈生成0到10之間的奇數，然後增加到空列表中。

　　第4行，將列表中的值傳給方法set()，生成一個集合。

 

　　運行結果：

1 {1, 3, 5, 7, 9}

　　以上的代碼可以通過列表解析的方式優化為：

　　代碼1：

1 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
2 print(number_opp_set)

　　說明：

　　因為Python是解釋性語言，代碼越少，解釋花費的時間也少。

 

　　運行結果1：

1 {1, 3, 5, 7, 9} 

 

　（3）用frozenset()方法創建集合　　

　　例如，用frozenset()方法創建一個0到10之間的奇數的集合，並列印出來。

　　代碼：

1 number_opp_set_0 =frozenset(number for number in range(1,11,2))
2 print(number_opp_set_0)

　

　　運行結果：

1 frozenset({1, 3, 5, 7, 9})

 

1.2.2  集合的增加

　　在python中，集合的增加有兩種常用方法：add()方法和update()方法。

　　(1) add()方法

　　集合的add()方法是把要傳入的元素做為一個整體增加到集合中，即實現單元素增加。

　　例如，定義一個0到10的奇數的集合，然後再用add()方法往裡面增加一個偶數2和18，然後再列印出來。

　　代碼：

1 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
2 print(number_opp_set)
3 number_opp_set.add(2)
4 number_opp_set.add(18)
5 print(number_opp_set)

　　說明：

　　第3、4行，都是時使用add()方法分別向集合中增加偶數2和18。

　　

　　運行結果：

1 {1, 3, 5, 7, 9}
2 {1, 2, 3, 5, 7, 9, 18}

 

　　（2）update()方法

　　集合update()方法是把要傳入的元素拆分，做為單個個體增加到集合中，即多元素增加。

　　例如，定義一個0到10的奇數的集合，然後再用update()方法往裡面增加一個偶數2和18，然後再列印出來。

　　代碼：

1 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
2 print(number_opp_set)
3 number_opp_set.update('2')
4 number_opp_set.update('18')
5 print(number_opp_set)

　　說明：

　　第3、4行，分別調用update()方法分別向集團中增加偶數2和18.

 

　　運行結果：

1 {1, 3, 5, 7, 9}
2 {1, 3, 5, 7, 9, '2', '8', '1'}

　　從以上的運行結果中可知，偶數18倍拆分為1和8分別增加到集合中，並且增加的值都被單引號引起來，這表示增加的是字元竄。這並不是我們需要的結果。

　　在Python中，如果調用update()方法向集合中增加兩個或多個字元組成的值時，該值需要使用中括弧或者花括弧括起來，即表示為字典或列表的形式。

　　例如，定義一個0到10的奇數的集合，然後再用update()方法往裡面增加一個偶數2和18，即奇數19，然後再列印出來。

　　代碼：

1 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
2 print(number_opp_set)
3 number_opp_set.update('2')
4 number_opp_set.update(['18'])
5 number_opp_set.update({'19'})
6 print(number_opp_set)

　

　　運行結果：

1 {1, 3, 5, 7, 9}
2 {1, 3, 5, 7, 9, '18', '2', '19'}

 

1.2.3 集合的刪除

　　在Python中，集合的刪除分為兩種，一種是刪除集合中的值；一種是刪除整個集合。

　　（1）刪除整個集合

　　在Python中，當我們需要刪除整個集合中時，可使用del 語句直接刪除。

　　例如，將1.2.2 中創建的集合刪除。

　　代碼：

1 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
2 print("集合刪除前：",number_opp_set)
3 del  number_opp_set
4 print("集合刪除後：",number_opp_set)

　　說明：

　　第2行，使用del語句刪除集合number_opp_set。

 

　　運行結果：

1 集合刪除前： {1, 3, 5, 7, 9}
2 Traceback (most recent call last):
3   File "F:/PyProject/s14/day2/test_set.py", line 6, in <module>
4     print("集合刪除後：",number_opp_set)
5 NameError: name 'number_opp_set' is not defined

　　從以上的運行結果可知，使用del語句刪除集合時一種永久性的，刪除後就集合就不能再被使用。

 

　　（2）刪除集合中的值

　　在Python中，當我們需要刪除集合中的值時，可使用remove()方法。

　　例如，將1.2.2 中增加到集合中的值刪除。

　　代碼：

 1 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
 2 print(number_opp_set)
 3 number_opp_set.update('2')
 4 number_opp_set.update(['18'])
 5 number_opp_set.update({'19'})
 6 print(number_opp_set)
 7 number_opp_set.remove('2')
 8 number_opp_set.remove('18')
 9 number_opp_set.remove('19')
10 print(number_opp_set)

　　說明：

　　第7、8、9行，分別調用remove()方法分別從集合中刪除前面增加到集合中的值，並且remove中的參數必須用引號引起來，否則Python解釋器無法解析，會提示錯誤。

 

　　運行結果：

1 {1, 3, 5, 7, 9}
2 {1, 3, 5, 7, '18', 9, '2', '19'}
3 {1, 3, 5, 7, 9}

 

1.2.3 集合的訪問

　　在Python中，集合的訪問主要有兩種，一種是訪問整個集合，一種的集合的遍歷。

　　（1）訪問整個集合

　　在Python中，訪問整個集合，可以直接使用。

　　例如，創建一個1到10之間的數字組成的偶數的集合，並訪問整個集合。

　　代碼：

1 number_even_set =set(number for number in range(2,11,2))
2 print(number_even_set)

　　說明：

　　第1行，使用range()函數和for迴圈，從2開始，依次遍歷到10，且步長為2，再用set()方法，將所有遍歷過程中滿足步長為2的數字創建為一個集合。

　　第2行，直接用print列印整個集合。

 

　　運行結果：

1 {2, 4, 6, 8, 10}

 

　　（2）訪問集合中的每個值

　　在Python中，我們可以使用for迴圈來遍歷訪問集合中的每個值。

　　例如，創建一個1到10之間的數字組成的偶數的集合，並遍歷訪問集合中的每個值。

　　代碼：

1 number_even_set =set(number for number in range(2,11,2))
2 print(number_even_set)
3 for number_evven in number_even_set:
4     print(number_evven)

 

　　運行結果：

1 {2, 4, 6, 8, 10}
2 2
3 4
4 6
5 8
6 10

 

1.3 集合的關係測試

　　在Python中，集合的關係測試包括：並集、交集、差集等等。

1.3.1 並集

　　集合中，並集也叫合集，即將一個集合和另一個集合合併為一個集合的過程。求並集使用函數union()。

　　例如，創建一個1到10之間的數字組成的偶數的集合和奇數集合，然後求其並集。

　　代碼：

1 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
2 print(number_opp_set)
3 number_even_set =set(number for number in range(2,11,2))
4 print(number_even_set)
5 number_set = number_opp_set.union(number_even_set)
6 print(number_set)

　　說明：

　　第5行，用函數union()將集合number_opp_set和集合number_even_set合併後賦值給變數number_set。

　　

　　運行結果：

1 {1, 3, 5, 7, 9}
2 {2, 4, 6, 8, 10}
3 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

　　從以上的運行結果可知，通過函數union()將兩個集合合併為一個集合。

 

1.3.2 交集

　　交集就是兩個集合中都有的部分，用函數intersection()求兩個集合的交集。

　　例如，創建一個1到5的數字組成的集合，再創建一個0到10的奇數組成的集合，然後求其交集。

　　代碼：

1 number_set_a =set(number for number in range(1,6))
2 print(number_set_a)
3 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
4 print(number_opp_set)
5 number_set = number_set_a.intersection(number_opp_set)
6 print(number_set)

　　說明：

　　第5行，使用函數intersection()求集合number_set_a和集合number_opp_set的交集。

 

　　運行結果：

1 {1, 2, 3, 4, 5}
2 {1, 3, 5, 7, 9}
3 {1, 3, 5}

　　從以上的運行結果可知，通過函數intersection()已經把兩個集合的公共部分求出來了。

 

1.3.3 差集

　　差集就是在兩個集合中，在集合a中有，但集合b中沒有的部分，或者集合b中有，但集合a中沒有的部分。

　　例如，創建一個1到5的數字組成的集合，再創建一個0到10的奇數組成的集合，然後求其差集。

　　代碼：

1 number_set_a =set(number for number in range(1,6))
2 print(number_set_a)
3 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
4 print(number_opp_set)
5 number_set = number_set_a.difference(number_opp_set)
6 print(number_set)
7 _number_set = number_opp_set.difference(number_set_a)
8 print(_number_set)

　　說明：

　　第5行，使用函數difference()求集合number_set_a中有，但集合number_opp_set中沒有的部分，並賦值給變數number_set。

　　第7行，使用函數difference()求集合number_opp_set中有，但集合number_set_a中沒有的部分，並賦值給變數_number_set。

 

　　運行結果：

1 {1, 2, 3, 4, 5}
2 {1, 3, 5, 7, 9}
3 {2, 4}
4 {9, 7}

 

1.3.4 子集

　　判斷集合a是否是集合b的子集，使用函數issubset()。

　　例如，創建一個1到10的數字組成的集合，再創建一個0到10的奇數組成的集合，然後求其子集。

　　代碼：

1 number_set_a =set(number for number in range(1,11))
2 print(number_set_a)
3 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
4 print(number_opp_set)
5 number_set = number_set_a.issubset(number_opp_set)
6 print(number_set)
7 _number_set = number_opp_set.issubset(number_set_a)
8 print(_number_set)

　　說明：

　　第5行，判斷集合number_set_a是否是集合number_opp_set的子集，判斷結果賦值給變數number_set。

　　第7行，判斷集合number_opp_set是否是集合number_set_a的子集，判斷結果賦值給變數_number_set。

 

　　運行結果：

1 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
2 {1, 3, 5, 7, 9}
3 False
4 True

 

1.3.5 父集

　　判斷集合a是否是集合b的父集，使用函數issuperset()。

　　例如，創建一個1到10的數字組成的集合，再創建一個0到10的奇數組成的集合，然後求其父集。

　　代碼：

1 number_set_a =set(number for number in range(1,11))
2 print(number_set_a)
3 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
4 print(number_opp_set)
5 number_set = number_set_a.issuperset(number_opp_set)
6 print(number_set)
7 _number_set = number_opp_set.issuperset(number_set_a)
8 print(_number_set)

　　說明：

　　第5行，判斷集合number_set_a是否是集合number_opp_set的父集，判斷結果賦值給變數number_set。

　　第7行，判斷集合number_opp_set是否是集合number_set_a的父集，判斷結果賦值給變數_number_set。

 

　　運行結果：

1 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
2 {1, 3, 5, 7, 9}
3 True
4 False

 

1.3.5 對稱差集

　　對稱差集就是求兩個集合中的剔除公共的部分的集合。

　　例如，創建一個1到5的數字組成的集合，再創建一個0到10的奇數組成的集合，然後求其對稱差集。

　　代碼：

1 number_set_a =set(number for number in range(1,6))
2 print(number_set_a)
3 number_opp_set =set(number for number in range(1,11,2))
4 print(number_opp_set)
5 number_set = number_set_a.symmetric_difference(number_opp_set)
6 print(number_set)
7 _number_set = number_opp_set.symmetric_difference(number_set_a)
8 print(_number_set)

　　說明：

　　

　　第5行，使用函數symmetric_difference()求集合number_set_a和集合number_opp_set的對稱差集，並賦值給變數number_set。

　　第7行，使用函數symmetric_difference()求集合number_opp_set和集合number_set_a的對稱差集，並賦值給變數_number_set。

　　

　　運行結果：

1 {1, 2, 3, 4, 5}
2 {1, 3, 5, 7, 9}
3 {2, 4, 7, 9}
4 {2, 4, 7, 9}

　　從以上的運行結果可知，求兩個集合的對稱差集時，哪個集合寫在函數中都行，其結果都一樣。

 


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