python中的set()

在 Python 中，set() 是用来创建集合的内置函数。集合是一个无序且不重复的元素集合，在 LeetCode 刷题中经常用来处理去重、集合操作（如交集、并集、差集）、快速查找等问题。

基本特性

1. 无序性：集合中的元素没有顺序。
2. 不重复性：集合会自动去除重复元素。
3. 可变性：集合本身可以修改，但其中的元素必须是可哈希的（如字符串、数字、元组等）。

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常见用法和语法

1. 创建集合

• 空集合

  s = set()  # 空集合，注意 {} 是空字典
  print(s)  # 输出: set()

• 通过列表或字符串创建

  s = set([1, 2, 2, 3])
  print(s)  # 输出: {1, 2, 3}
   
  s = set("leetcode")
  print(s)  # 输出: {'l', 'e', 't', 'c', 'o', 'd'}

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2. 集合操作

• 添加元素

  s = {1, 2, 3}
  s.add(4)
  print(s)  # 输出: {1, 2, 3, 4}

• 删除元素

  s = {1, 2, 3}
  s.remove(2)  # 若元素不存在会报错
  s.discard(4)  # 若元素不存在不会报错
  print(s)  # 输出: {1, 3}

• 清空集合

  s.clear()
  print(s)  # 输出: set()

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3. 集合判断操作

• 检查元素是否存在

  s = {1, 2, 3}
  print(1 in s)  # 输出: True
  print(4 in s)  # 输出: False

• 检查子集或超集

  a = {1, 2}
  b = {1, 2, 3}
  print(a.issubset(b))  # 输出: True
  print(b.issuperset(a))  # 输出: True

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4. 集合间运算

• 交集

  a = {1, 2, 3}
  b = {2, 3, 4}
  print(a & b)  # 输出: {2, 3}
  print(a.intersection(b))  # 输出: {2, 3}

• 并集

  print(a | b)  # 输出: {1, 2, 3, 4}
  print(a.union(b))  # 输出: {1, 2, 3, 4}

• 差集

  print(a - b)  # 输出: {1}
  print(a.difference(b))  # 输出: {1}

• 对称差集（非共有元素）

  print(a ^ b)  # 输出: {1, 4}
  print(a.symmetric_difference(b))  # 输出: {1, 4}

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5. 集合推导式

类似列表推导式，但用于创建集合。

s = {x**2 for x in range(5)}
print(s)  # 输出: {0, 1, 4, 9, 16}

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LeetCode 中常用场景

1. 去重

   nums = [1, 2, 2, 3, 4, 4]
   unique = set(nums)
   print(unique)  # 输出: {1, 2, 3, 4}

2. 查找重复元素

   nums = [1, 2, 3, 4, 3]
   seen = set()
   for num in nums:
       if num in seen:
           print("Found duplicate:", num)  # 输出: Found duplicate: 3
       seen.add(num)

3. 检查两个数组的交集

   nums1 = [1, 2, 2, 3]
   nums2 = [2, 3, 4]
   result = list(set(nums1) & set(nums2))
   print(result)  # 输出: [2, 3]

4. 检查唯一字符

   s = "leetcode"
   print(len(s) == len(set(s)))  # 输出: False (有重复字符)

5. 找到数组中的缺失数字

   nums = [0, 1, 3]
   n = len(nums)
   missing = set(range(n+1)) - set(nums)
   print(missing.pop())  # 输出: 2

6. 判断单词能否由集合中的字母拼出

   word = "apple"
   letters = {'a', 'p', 'l', 'e'}
   print(set(word).issubset(letters))  # 输出: True

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效率优势

• 集合的查找和添加操作时间复杂度为 ( O(1) )，适合用于快速判断某元素是否存在。
• 集合操作（交集、并集、差集）在处理大规模数据时效率高。

在 LeetCode 中，使用集合可以显著优化代码性能，特别是在涉及重复检查、集合操作的题目中。