Python3萌新入门笔记（9）

这一篇教程，我们来了解Python中的第三种数据结构–集合（set）。

1、创建集合

集合的创建不同于前两种数据结构。

集合通过set(iterable)方法创建，参数iterable为可迭代对象。

示例代码：

s1 = set('好好学习天天想上')  # 将字符串分解为单个字符，作为集合的元素创建集合
s2 = set(('好好', '学习', '天天', '想上'))  # 将元组分解为单个元素，作为集合元素创建集合
s3 = set(['好好', '学习', '天天', '想上'])  # 将列表分解为单个元素，作为集合元素创建集合


print (s1)  # 显示输出结果为：{'好', '习', '上', '天', '想', '学'}
print (s2)  # 显示输出结果为：{'好好', '想上', '学习', '天天'}
print (s3)  # 显示输出结果为：{'好好', '想上', '学习', '天天'}

通过上方示例，大家能够看出：

• 集合可以通过可迭代对象（字符串、元组、列表等）进行创建；
• 集合中的元素不可重复；
• 集合中的元素无序排列。

2、添加元素

集合添加元素的方法有两种。

添加单个元素：使用add(element)函数，参数element为集合允许添加的元素（例如数字、字符串、元组等）。

添加多个元素：使用update(iterable)函数，参数iterable为可迭代对象。

示例代码：

# 创建集合
s1 = set('123')
s2 = set('123')
s3 = set('abc')

# 添加单个元素
s1.add('4')

# 添加多个元素
s2.update(['4','5','6'])  # 添加列表到集合，列表元素会被分解为单个元素后添加到集合
s3.update('de')  # 添加字符串到集合，字符串会被分解为单个元素后添加到集合

# 显示输出
print (s1)  # 显示输出结果为：{'4', '3', '1', '2'}
print (s2)  # 显示输出结果为：{'4', '2', '6', '5', '3', '1'}
print (s3)  # 显示输出结果为：{'c', 'b', 'd', 'e', 'a'}

#注意：因为集合元素是无序的，大家在测试以上代码时，显示输出的结果与上方结果，可能在顺序上不一致。

3、删除元素

集合删除元素的方法有两种。

第一种：使用remove(element)方法删除指定元素，参数element为需要删除的元素。

第二种：使用discard(element)方法删除指定元素，参数element为需要删除的元素。

示例代码：

# 创建集合
s1 = set(['Python','Java','C','C++','C#'])
s2 = set(['Python','Java','C','C++','C#'])

# 删除元素
s1.remove('C++')
s2.discard('C++')

# 显示输出
print (s1)  # 显示输出结果为：{'C', 'Python', 'Java', 'C#'}
print (s2)  # 显示输出结果为：{'C', 'Python', 'Java', 'C#'}

从上方示例中，大家能够看到remove()和discard()的作用是一样的。

不过，这两个方法是有区别的。

当集合中不存在这两个方法参数中填入的元素时，remove()方法会抛出异常，而discard()方法则没有任何影响。

4、取出元素

集合支持pop()方法取出元素。

示例代码：

# 创建集合
s = set(['Python','Java','C','C++','C#'])

# 显示输出
print (s)  # 显示输出结果为：{'Python', 'C#', 'C++', 'Java', 'C'}
print (s.pop()) # 取出集合元素，显示输出结果为：Python
print (s)  # 显示输出结果为：{'C#', 'C++', 'Java', 'C'}

5、清空集合

集合支持clear()方法进行清空。

示例代码：

# 创建集合
s = set(['Python','Java','C','C++','C#'])

# 清空集合
s.clear() 

# 显示输出
print (s)  # 显示输出结果为：set()

6、交集/并集/补集/差集

首先我们来看张图，理解交集、并集、补集、差集的概念。

假设有集合A{1,2,3}和B{3,4,5}。

交集：A和B中相同部分的内容，{3}。

并集：A和B去重后的全部内容，{1,2,3,4,5}。

补集：A去除与B相交部分后的内容，{1,2}。

差集：A和B不相交部分的全部内容，{1,2,4,5}。

示例代码：

# 创建集合
s1 = set('Python')
s2 = set('PyCharm')

# 交集操作：获取两个集合中共有元素。
print (s1 & s2)  # 显示输出结果为：{'y', 'P', 'h'}
print (s1.intersection(s2))  # 显示输出结果为：{'y', 'P', 'h'}

# 并集操作：获取两个集合去除重复元素后的全部元素。
print (s1 | s2)  # 显示输出结果为：{'y', 'a', 'C', 'o', 'P', 'n', 't', 'm', 'r', 'h'}
print (s1.union(s2))  # 显示输出结果为：{'y', 'a', 'C', 'o', 'P', 'n', 't', 'm', 'r', 'h'}

# 补集操作：获取当前集合去除与另一集合交集元素后的全部元素。
print (s1 - s2)  # 显示输出结果为：{'o', 't', 'n'}
print (s1.difference(s2))  # 显示输出结果为：{'o', 't', 'n'}
print (s2 - s1)  # 显示输出结果为：{'m', 'a', 'r', 'C'}
print (s2.difference(s1))  # 显示输出结果为：{'m', 'a', 'r', 'C'}

# 差集操作：获取两个集合去除交集元素后的全部元素。
print (s1 ^ s2)  # 显示输出结果为：{'o', 't', 'm', 'a', 'r', 'n', 'C'}
print (s1.symmetric_difference(s2))  # 显示输出结果为：{'o', 't', 'm', 'a', 'r', 'n', 'C'}

以上操作中，对集合本身内容并无影响，大家可以在执行以上代码后，继续显示输出s1和s2的内容，能够看到没有任何变化。

接下来，我们再来看几个方法，这些方法会改变集合内容。

第一种：difference_update(set) 函数，能够将当前集合和指定集合进行补集运算，并将当前集合内容更新为运算结果。

示例代码：

s1=set('1234')
s2=set('456')

s1.difference(s2) # 该操作对s1内容无影响
print (s1) # s1无变化，显示输出结果为：{'3', '4', '2', '1'}
s1.difference_update(s2) # 更新集合s1的内容为s1-s2后的结果
print (s1) # s1内容被更新，显示输出结果为：{'3', '2', '1'}

第二种：intersection_update(set) 函数，能够将当前集合和指定集合进行交集运算，并将当前集合内容更新为运算结果。

示例代码：

s1=set('1234')
s2=set('456')

s1.intersection_update(s2) # 更新集合s1的内容为s1 & s2后的结果
print (s1) # s1内容被更新，显示输出结果为：{'4'}

第三种：symmetric_difference_update(set) 函数，能够将当前集合和指定集合进行差集运算，并将当前集合内容更新为运算结果。

示例代码：

s1 = set('1234')
s2 = set('456')

s1.symmetric_difference_update(s2)  # 更新集合s1的内容为s1 ^ s2后的结果
print(s1)  # s1内容被更新，显示输出结果为：{'6', '3', '2', '5', '1'}

7、成员关系

Python中提供了一些方法，让我们能够判断一个集合中是否包含某一元素；

也可以判断一个集合是否另一个集合的子集或超集。

还可以判断一个集合与另一个集合是否没有交集。

在之前我们接触过“in”这操作符，可以用来判断操作符前方的值是否被后方的序列包含（成员关系）。

另外，我们还可以使用“not in”，判断操作符前方的值是否未被后方的序列包含（非成员关系）。

在集合中，我们同样可以使用这两个操作符。

另外，我们还可以通过以下方法，判断一个集合是否另外一个集合的子集或超集以及没有交集。

isdisjoint(set)：可以判断集合是否与指定集合不存在交集，参数set为集合；如果成立返回结果为True，否则为False。

issubset(set)：可以判断集合是否指定集合的子集，参数set为集合；如果成立返回结果为True，否则为False。

issuperset(set)：可以判断集合是否指定集合的超集，参数set为集合；如果成立返回结果为True，否则为False。

示例代码：

s1 = set('好好学习')
s2 = set('天天想上')
s3 = set('好好学习天天想上')

print ('好' in s1) # 显示输出结果为：True
print ('好' not in s2) # 显示输出结果为：True
print (s1.isdisjoint(s2))  # 显示输出结果为：True
print (s1.issubset(s3))  # 显示输出结果为：True
print (s3.issuperset(s1))  # 显示输出结果为：True

8、复制集合

使用copy()方法能够对集合进行复制。

大家通过下方代码即可理解复制的用途。

示例代码：

a = set('小楼一夜听春语')  # 创建集合存入变量a
b = a  # 创建变量b引用变量a的集合
c = a.copy()  # 创建变量c复制变量a的值
print (a)  # 显示输出结果为：{'春', '夜', '楼', '听', '语', '小', '一'}
print (b)  # 显示输出结果为：{'春', '夜', '楼', '听', '语', '小', '一'}
print (c)  # 显示输出结果为：{'春', '夜', '楼', '听', '语', '小', '一'}

a.remove('一')  # 删除变量a中集合的一个元素
print (a)  # 变量a发生改变，显示输出结果为：{'春', '夜', '楼', '听', '语', '小'}
print (b)  # 变量b因为引用变量a，同样发生改变，显示输出结果为：{'春', '夜', '楼', '听', '语', '小'}
print (c)  # 变量c没有改变，显示输出结果为：{'春', '夜', '楼', '听', '语', '小', '一'}

如果还不能够理解，我们可以看下面这张图。

代码中，b = a实际上是将b指向了a的内容，所以当a的内容发生变化时，b同步发生了变化。

而c = a.copy()则是将a的内容真正进行了复制，不再受a的变化影响。

9、其他

集合也支持len()方法进行元素数量的获取，也支持max()方法和min方法获取集合中的最大元素与最小元素，在此不再赘述。

本节知识点：

数据结构（集合）的相关操作。

本节英文单词与中文释义：

1、set：集合/设置

2、add：添加

3、update：更新

4、discard：丢弃

5、intersection：相交

6、union：联合

7、difference：差数

8、symmetric：对称

9、in：在…里面

10、not：不/不是

11、disjoint：不相交

12、subset：子集

13、superset：父集/超集

14、copy：复制

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