【python】python集合set

Python 中的集合，和数学中的集合概念一样，用来保存不重复的元素，即集合中的元素都是唯一的，互不相同。

从形式上看，和字典类似，Python 集合会将所有元素放在一对大括号 {} 中，相邻元素之间用“,”分隔，如下所示：

{element1,element2,...,elementn}

其中，elementn 表示集合中的元素，个数没有限制。

• 从内容上看，同一集合中，只能存储不可变的数据类型，包括整形、浮点型、字符串、元组
• 无法存储列表、字典、集合这些可变的数据类型，否则 Python 解释器会抛出 TypeError 错误。比如说：

 

>>> {{'a':1}}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#8>", line 1, in <module>
    {{'a':1}}
TypeError: unhashable type: 'dict'
>>> {[1,2,3]}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#9>", line 1, in <module>
    {[1,2,3]}
TypeError: unhashable type: 'list'
>>> {{1,2,3}}
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#10>", line 1, in <module>
    {{1,2,3}}
TypeError: unhashable type: 'set'

 

并且需要注意的是，数据必须保证是唯一的，因为集合对于每种数据元素，只会保留一份。例如：

>>> {1,2,1,(1,2,3),'c','c'}
{1, 2, 'c', (1, 2, 3)}

由于 Python 中的 set 集合是无序的，所以每次输出时元素的排序顺序可能都不相同。

其实，Python 中有两种集合类型，

• 一种是 set 类型的集合，
• 一种是 frozenset 类型的集合

它们唯一的区别是，set 类型集合可以做添加、删除元素的操作，而 forzenset 类型集合不行。本节先介绍 set 类型集合，后续章节再介绍 forzenset 类型集合。

 

一、Python创建set集合

Python 提供了 2 种创建 set 集合的方法，分别是使用 {} 创建和使用 set() 函数将列表、元组等类型数据转换为集合。

1) 使用 {} 创建

在 Python 中，创建 set 集合可以像列表、元素和字典一样，直接将集合赋值给变量，从而实现创建集合的目的，其语法格式如下：

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

其中，setname 表示集合的名称，起名时既要符合 Python 命名规范，也要避免与 Python 内置函数重名。

举个例子：

a = {1,'c',1,(1,2,3),'c'}
print(a)

运行结果为：

{1, 'c', (1, 2, 3)}

2) set()函数创建集合

set() 函数为 Python 的内置函数，其功能是将字符串、列表、元组、range 对象等可迭代对象转换成集合。该函数的语法格式如下：

setname = set(iteration)

其中，iteration 就表示字符串、列表、元组、range 对象等数据。

例如：

set1 = set("c.biancheng.net")
set2 = set([1,2,3,4,5])
set3 = set((1,2,3,4,5))
print("set1:",set1)
print("set2:",set2)
print("set3:",set3)

运行结果为：

set1: {'a', 'g', 'b', 'c', 'n', 'h', '.', 't', 'i', 'e'}
set2: {1, 2, 3, 4, 5}
set3: {1, 2, 3, 4, 5}

 

注意，如果要创建空集合，只能使用 set() 函数实现。

因为直接使用一对 {}，Python 解释器会将其视为一个空字典。

二、Python访问set集合元素

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。Python 中，访问集合元素最常用的方法是使用循环结构，将集合中的数据逐一读取出来。

例如：

a = {1,'c',1,(1,2,3),'c'}
for ele in a:
print(ele,end=' ')

运行结果为：

1 c (1, 2, 3)

由于目前尚未学习循环结构，以上代码初学者只需初步了解，后续学习循环结构后自然会明白。

三、Python删除set集合

和其他序列类型一样，手动函数集合类型，也可以使用 del() 语句，例如：

a = {1,'c',1,(1,2,3),'c'}
print(a)
del(a)
print(a)

运行结果为：

{1, 'c', (1, 2, 3)}
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>
    print(a)
NameError: name 'a' is not defined

Python set 集合最常用的操作是向集合中添加、删除元素，以及集合之间做交集、并集、差集等运算。受到篇幅的限制，这些知识会放到下节进行详细讲解。

 

四、Python set集合基本操作（添加、删除、交集、并集、差集）

Python set 集合最常用的操作是向集合中添加、删除元素，以及集合之间做交集、并集、差集等运算，本节将一一讲解这些操作的具体实现。

4.1、向 set 集合中添加元素

set 集合中添加元素，可以使用 set 类型提供的 add() 方法实现，该方法的语法格式为：

setname.add(element)

其中，setname 表示要添加元素的集合，element 表示要添加的元素内容。

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。例如：

a = {1,2,3}
a.add((1,2))
print(a)
a.add([1,2])
print(a)

运行结果为：

{(1, 2), 1, 2, 3}
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>
    a.add([1,2])
TypeError: unhashable type: 'list'

4.2、从set集合中删除元素

删除现有 set 集合中的指定元素，可以使用 remove() 方法，该方法的语法格式如下：

setname.remove(element)

使用此方法删除集合中元素，需要注意的是，如果被删除元素本就不包含在集合中，则此方法会抛出 KeyError 错误，例如：

a = {1,2,3}
a.remove(1)
print(a)
a.remove(1)
print(a)

运行结果为：

{2, 3}
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\mengma\Desktop\1.py", line 4, in <module>
    a.remove(1)
KeyError: 1

上面程序中，由于集合中的元素 1 已被删除，因此当再次尝试使用 remove() 方法删除时，会引发 KeyError 错误。
如果我们不想在删除失败时令解释器提示 KeyError 错误，还可以使用 discard() 方法，此方法和 remove() 方法的用法完全相同，唯一的区别就是，当删除集合中元素失败时，此方法不会抛出任何错误。
例如：

a = {1,2,3}
a.remove(1)
print(a)
a.discard(1)
print(a)

运行结果为：

{2, 3}
{2, 3}

 

4.3、Python set集合做交集、并集、差集运算

集合最常做的操作就是进行交集、并集、差集以及对称差集运算，首先有必要给大家普及一下各个运算的含义。

 图 1 中，有 2 个集合，分别为 set1={1,2,3} 和 set2={3,4,5}，它们既有相同的元素，也有不同的元素。以这两个集合为例，分别做不同运算的结果如表 1 所示。

运算操作	Python运算符	含义	例子
交集	&	取两集合公共的元素	>>> set1 & set2 {3}
并集	|	取两集合全部的元素	>>> set1 | set2 {1,2,3,4,5}
差集	-	取一个集合中另一集合没有的元素	>>> set1 - set2 {1,2} >>> set2 - set1 {4,5}
对称差集	^	取集合 A 和 B 中不属于 A&B 的元素	>>> set1 ^ set2 {1,2,4,5}

 

 

五、Python set集合方法详解（全）

前面学习了 set 集合，本节来一一学习 set 类型提供的方法。首先，通过 dir(set) 命令可以查看它有哪些方法：

>>> dir(set)
['add', 'clear', 'copy', 'difference', 'difference_update', 'discard', 'intersection', 'intersection_update', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'pop', 'remove', 'symmetric_difference', 'symmetric_difference_update', 'union', 'update']

各个方法的具体语法结构及功能如表 1 所示。

 

表 1 Python set方法

方法名	语法格式	功能	实例
add()	set1.add()	向 set1 集合中添加数字、字符串、元组或者布尔类型	>>> set1 = {1,2,3} >>> set1.add((1,2)) >>> set1 {(1, 2), 1, 2, 3}
clear()	set1.clear()	清空 set1 集合中所有元素	>>> set1 = {1,2,3} >>> set1.clear() >>> set1 set() set()才表示空集合，{}表示的是空字典
copy()	set2 = set1.copy()	拷贝 set1 集合给 set2	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = set1.copy() >>> set1.add(4) >>> set1 {1, 2, 3, 4} >>> set1 {1, 2, 3}
difference()	set3 = set1.difference(set2)	将 set1 中有而 set2 没有的元素给 set3	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set3 = set1.difference(set2) >>> set3 {1, 2}
difference_update()	set1.difference_update(set2)	从 set1 中删除与 set2 相同的元素	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set1.difference_update(set2) >>> set1 {1, 2}
discard()	set1.discard(elem)	删除 set1 中的 elem 元素	>>> set1 = {1,2,3} >>> set1.discard(2) >>> set1 {1, 3} >>> set1.discard(4) {1, 3}
intersection()	set3 = set1.intersection(set2)	取 set1 和 set2 的交集给 set3	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set3 = set1.intersection(set2) >>> set3 {3}
intersection_update()	set1.intersection_update(set2)	取 set1和 set2 的交集，并更新给 set1	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set1.intersection_update(set2) >>> set1 {3}
isdisjoint()	set1.isdisjoint(set2)	判断 set1 和 set2 是否没有交集，有交集返回 False；没有交集返回 True	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set1.isdisjoint(set2) False
issubset()	set1.issubset(set2)	判断 set1 是否是 set2 的子集	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {1,2} >>> set1.issubset(set2) False
issuperset()	set1.issuperset(set2)	判断 set2 是否是 set1 的子集	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {1,2} >>> set1.issuperset(set2) True
pop()	a = set1.pop()	取 set1 中一个元素，并赋值给 a	>>> set1 = {1,2,3} >>> a = set1.pop() >>> set1 {2,3} >>> a 1
remove()	set1.remove(elem)	移除 set1 中的 elem 元素	>>> set1 = {1,2,3} >>> set1.remove(2) >>> set1 {1, 3} >>> set1.remove(4) Traceback (most recent call last):   File "<pyshell#90>", line 1, in <module>     set1.remove(4) KeyError: 4
symmetric_difference()	set3 = set1.symmetric_difference(set2)	取 set1 和 set2 中互不相同的元素，给 set3	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set3 = set1.symmetric_difference(set2) >>> set3 {1, 2, 4}
symmetric_difference_update()	set1.symmetric_difference_update(set2)	取 set1 和 set2 中互不相同的元素，并更新给 set1	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set1.symmetric_difference_update(set2) >>> set1 {1, 2, 4}
union()	set3 = set1.union(set2)	取 set1 和 set2 的并集，赋给 set3	>>> set1 = {1,2,3} >>> set2 = {3,4} >>> set3=set1.union(set2) >>> set3 {1, 2, 3, 4}
update()	set1.update(elem)	添加列表或集合中的元素到 set1	>>> set1 = {1,2,3} >>> set1.update([3,4]) >>> set1 {1,2,3,4}