第27讲：集合—在我的世界里，你就是唯一

一 可变集合 set

1 概念：集合（set）是一个无序的不重复元素序列。无序不重复的特点决定它存在以下的应用场景：去重处理、关系测试

2 定义/创建：可以使用大括号 { } 或者 set() 函数创建集合，注意：创建一个空集合必须用 set() 而不是 { }，因为 { } 是用来创建一个空字典。

3 语法：parame = {value01,value02,...}  或者   set(value)

4 集合的相关操作：https://www.cnblogs.com/linupython/p/6561700.html

• 创建：
  • 使用 {} 创建：setname = {element1,element2,...,elementn}      a = {1,2,3,4,5}
  • set()函数创建集合：setname = set(iteration)         b = set([6,7,8,9,10])
• 访问：
  • 由于集合中的元素是无序的，因此无法向列表那样使用下标访问元素
  • 但是您可以使用 for 循环遍历 set 项目，或者使用 in 关键字查询集合中是否存在指定值
• 添加：
  • add()：添加一个元素到指定的集合，每次只能添加一个。需要注意的是使用 add() 方法添加的元素，只能是数字、字符串、元组或者布尔类型（True 和 False）值，不能添加列表、字典、集合这类可变的数据，否则 Python 解释器会报 TypeError 错误。 a.add(0)
  • update()：添加多个元素到指定集合，如果添加的元素在集合中已存在，则该元素只会出现一次，重复的会忽略。 a.update([2,3,7])
• 删除：
  • remove()：删除集合中指定的对象，一次只能删除一个，如果该对象不存在则报错   a.remove(3)
  • discard()：与remove()类似，也是删除指定的对象，一次只能删除一个，但是如果该对象不存在时不报错。    a.discard(0)
  • pop()：删除集合中任意一个对象，注意不能指定。   a.pop()
  • clear()：清空集合。  a.clear()
  • del语句：彻底删除集合
• 集合长度：获取集合中元素，通过len方法实现。len(a)
• 集合的复制：copy() 方法用于拷贝一个集合(重新创建了一个集合)。b = a.copy()

5 判断两个集合关系的内置方法——关系测试常见操作

• difference()
  • 功能：用于返回集合的差集，即返回的集合元素包含在第一个集合中，但不包含在第二个集合(方法的参数)中。
  • 语法：set1.difference(set2)或set1 - set2
• issubset()
  • 功能：判断集合set1是否为set2的子集，返回布尔值。
  • 语法：set1.issubset(set2)
• issuperset()
  • 功能：判断set1是否为set2的父集。
  • 语法：set1.issuperset(set2)
• isdisjoint()
  • 功能：判断set1和set2是否存在交集, 如果不存在返回True， 存在则返回False.
  • 语法：set1.isdisjoint(set2)
• symmetric_difference()
  • 功能：返回set1和set2的对称式差集，相当于执行set1.difference(set2)和set2.difference(set1)，以新的set集合形式返回set1和set2中差异部分元素（不在两者中同时存在）集合（仅在set1和set2中出现过一次的元素不影响原set1和set2）。
  • 语法：set1.symmetric_difference(set2)或set1 ^ set2
• symmetric_difference_update()
  • 功能：返回set1和set2的对称式差集，并覆盖更新原set1集合（原来被调用操作的对象），即执行set1 = set1.symmetric_difference(set2)
  • 语法：set1.symmetric_difference(set2)
• intersection()
  • 功能：交集运算，以set方式返回set1和set2的交集部分（同时存在的元素），不影响原集合set1和set2.
  • 语法：set1.intersection(set2)或set1 & set2
• intersection_update()
  • 功能：执行交集运算，并将结果覆盖更新原集合set1（原来被调用操作的对象）。
  • 语法：set1.intersection_update(set2)
• union()
  • 功能：执行并集计算，合并set1和set2中的对象并做去重处理，最后以集合形式返回结果。
  • 语法：set1.union(set2)或set1 | set2
• <=
  • 功能：判断set1中的每个元素是否都在set2中，即判断set1是否为set2的子集，等同于set1.issubset(set2)
  • 语法：set1 <= set2

二 不可变集合 frozenset()

1 定义：不可变集合就是一个无序的不可变的集合

2 语法：frozenset(value)，其中value必须是可迭代对象

3 与集合set的区别：一旦创建就不可以改变。

4 用途：用来作为字典的键

5与tuple的区别：在于无序，元素不可重复，且元素只能是不可变类型

 

三 课后作业

0. 请问集合的唯一作用是什么呢？
答：集合几乎所有的作用就是确保里边包含的元素的唯一性，就像世界上没有两片完全相同的树叶一样，集合内不可能存在两个相同的元素！

1. 如果你希望创建的集合是不变的，应该怎么做？
答：frozenset()

2. 请问如何确定一个集合里边有多少个元素？
答：没错，len()函数正好可以满足你此刻的需求^_^

>>> num_set = set([1, 2, 3, 4, 5])
>>> len(num_set)
5

    
3. 请目测以下代码会打印什么内容？

>>> num_set = set([1, 2, 3, 4, 5])
>>> num_set[0]

答：会报错，因为集合是无序的。

4. 请问 set1 = {[1, 2]} 和 set1 = set([1, 2]) 执行的结果一样吗？
答：不一样，set1 = set([1, 2]) 会生成一个集合{1, 2}，但set1 = {[1, 2]}却会报错。

>>> set1 = {[1, 2]}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#17>", line 1, in <module>
    set1 = {[1, 2]}
TypeError: unhashable type: 'list'

从报错信息上我们看到“列表不是可哈希类型”，没错，列表是可变的。所以它不可哈希。
其实你再想想就会觉得很有道理，利用哈希函数计算，相同的元素得到的哈希值（存放地址）是相同的，所以在集合中所有相同的元素都会覆盖掉，因此有了集合的唯一性。
然后你继续接着想就觉得更有道理了，通过哈希函数计算的地址不可能是按顺序排放的，所以集合才强调是无序的！

5. 打开你的IDLE，输入set1 = {1, 1.0}，你发现了什么？
答：没错， 集合内容是{1.0}，其实你弄懂了上一题，这一题一样容易：因为在Python的哈希函数会将相同的值的元素计算得到相同的地址，所以1和1.0是等值的^_^

6. 请问如何给集合添加和删除元素？
答：使用add()方法可以为集合添加元素，使用remove()方法可以删除集合中已知的元素。

>>> num1.add(6)
>>> num1
{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}
>>> num1.remove(6)
>>> num1
{0, 1, 2, 3, 4, 5}