Python序列之集合

系列文章目录

1. Python序列之列表
2. Python序列之元组
3. Python序列之字典
4. Python序列之集合（本篇文章）

Python序列之集合

• 系列文章目录
• 前言
• 一、集合是什么？
• 二、集合的操作
• • 1.集合的创建
  • • （1）使用`{}`创建
    • （2）使用`set()`函数创建
  • 2.集合元素的添加
  • • （1）使用`add()`添加单个元素
    • （2）使用`update()`批量添加元素
  • 3.集合元素的删除
  • • （1）使用`remove()`删除指定元素
    • （2）使用`discard()`删除指定元素
    • （3）使用`clear()`清空整个集合
    • （4）使用`pop()`随机弹出一个元素
  • 4.使用集合去重（重要应用）
  • 5.集合的数学运算
  • • （1）交集
    • （2）并集
    • （3）差集（补集）
    • （4）对称差集
    • （5）判断是否为子集、母集
• 总结

前言

前面我们已经讲了Python中的列表：Python序列之列表、元组：Python序列之元组和字典：Python序列之字典。今天我们再来看一下Python中另一种序列——集合。

集合这个词大家肯定不陌生，高中数学必修一第一章，便是集合。你应该还记得数学老师说过：“集合具有三个性质：确定性、互异性、无序性”，Python中的集合set便是借鉴了数学中的这种“数据结构”。同样满足这三个性质。

不仅如此，Python还提供的数学中集合的各种运算：求并集、求交集、求补集……

一、集合是什么？

集合是无序可变的，元素不能重复，故经常用集合来实现数据去重。实际上，集合底层是字典实现，集合的所有元素都是字典中的”键对象”，因此是不能重复的且唯一的。

二、集合的操作

1.集合的创建

（1）使用{}创建

a = {3, 5, 7}b = {}# 创建一个空集合c = {3}# 只有一个元素的集合print(a)# 输出：{3, 5, 7}print(b)# 输出：{}print(c)# 输出：{3}

（2）使用set()函数创建

a = ['a', 2, True]b = set(a)c = set()# 创建一个空集合print(b)# 输出：{True, 'a', 2}print(c)# 输出：set()print(type(b))# 输出：print(type(c))# 输出：

由上面的两个例子可知，Python对空集合的打印表示有两种：{}和set()。

2.集合元素的添加

（1）使用add()添加单个元素

a = {10, 20, 30}a.add('a')print(a)# 输出：{10, 'a', 20, 30}

（2）使用update()批量添加元素

a = {10, 20, 30}b = [True, False, 999]a.update(b)print(a)# 输出：{False, True, 999, 10, 20, 30}

3.集合元素的删除

（1）使用remove()删除指定元素

a = {10, 20, 30, 40, 50}a.remove(30)print(a)# 输出：{50, 20, 40, 10}a.remove(999)# 报错：KeyError: 999

可以发现，当试图用remove()移除一个集合中并不存在的元素时，解释器会报错。这种反应过于暴力，因此有了更加温柔且绅士的删除方法——discard()。

（2）使用discard()删除指定元素

a = {10, 20, 30, 40, 50}a.remove(30)print(a)# 输出：{50, 20, 40, 10}a.discard(999)# 无报错print(a)# 输出：{50, 20, 40, 10}

当试图删除一个集合中并不存在的元素时，discard()并不会报错，而是什么都不干，程序照常往下运行，优雅且绅士~

（3）使用clear()清空整个集合

a = {10, 20, 30, 40, 50}a.clear()print(a)# 输出：set()

（4）使用pop()随机弹出一个元素

a = {10, 20, 30, 40, 50}b = a.pop()print(b)# 输出：50print(a)# 输出：{20, 40, 10, 30}

4.使用集合去重（重要应用）

我们可以充分利用集合的互异性来实现列表元素的去重：

a = [1, 1, 5, 6, 6, 8, 9, 8, 6]b = set(a)print(b)# 输出：{1, 5, 6, 8, 9}

5.集合的数学运算

像数学中概念一样，Python对集合也提供了并集、交集、差集等运算。

（1）交集

下面展式了三种取交集的方法：

a = {1, 2, 3, 4}b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}c = a & b# 方法一：&print(c)# 输出：{2, 3}d = a.intersection(b)# 方法二：取交集并返回一个新集合print(d)# 输出：{2, 3}print(a)# 输出：{1, 2, 3, 4}a.intersection_update(b)# 方法三：取交集并更新原集合print(a)# 输出：{2, 3}

（2）并集

下面展式了两种取并集的方法：

a = {1, 2, 3, 4}b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}c = a | b# 方法一：|print(c)# 输出：{1, 2, 3, 4, 99, 100, 'yyy'}d = a.union(b)# 方法二：union()print(d)# 输出：{1, 2, 3, 4, 99, 100, 'yyy'}

（3）差集（补集）

下面展式了三种取差集的方法：

a = {1, 2, 3, 4}b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}c = a - b# 方法一：-print(c)# 输出：{1, 4}d = a.difference(b)# 方法二：取交集并返回一个新集合print(d)# 输出：{1, 4}print(a)# 输出：{1, 2, 3, 4}a.difference_update(b)# 方法三：取交集并更新原集合print(a)# 输出：{1, 4}

注意：差集是有方向性的，A-B ≠ B-A

（4）对称差集

python集合set内置方法symmetric_differece()，可以用来返回两个集合（或调用对象集合与其它可迭代对象iterable）中非共同的元素组成的新集合set。

a = {1, 2, 3, 4}b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}c = a ^ b# 方法一：^print(c)# 输出：{1, 99, 100, 'yyy', 4}d = a.symmetric_difference(b)# 方法二：取对称差并返回一个新集合print(d)# 输出：{1, 99, 100, 4, 'yyy'}print(a)# 输出：{1, 2, 3, 4}a.symmetric_difference_update(b)# 方法三：取对称差并更新原集合print(a)# 输出：{1, 99, 100, 4, 'yyy'}

（5）判断是否为子集、母集

a = {1, 2, 3}b = {1, 2, 3, 4, 5}c = {1, 2, 'yyy'}d = {'a', 'b', 'c'}print(a.issubset(b))# 输出：Trueprint(a.issubset(c))# 输出：Falseprint(b.issuperset(a))# 输出：Trueprint(a.isdisjoint(c))# 输出：Falseprint(a.isdisjoint(d))# 输出：True

总结

Python中的集合可以认为是数学中集合的具体实现，具有数学集合的三个性质，不仅可以进行增删改查，还可以进行数学中的集合运算。