集合

简介

集合与元组和列表相似都用于做容器，在内部可以放一些子元素，但集合有三特殊特点： 子元素不重复 、 子元素必须可哈希、无序.

集合:不允许重复元素,而且进行交集以及并集的运算，集合为不可变类型所以不能修改

表示:{} 和dict之间的关系:set中只是存储了key

本质:无序且无重复元素的集合

集合的创建/转换

创建

• 使用 {} 创建

  setname = {element1,element2,...,elementn}
  
  a = {1,'c',1,(1,2,3),'c'}
  print(a)
  

• set()函数创建集合

  setname = set(iteration)  # 其中，iteration 就表示字符串、列表、元组、range 对象等数据。
  
  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)
  
  set1: {'a', 'g', 'b', 'c', 'n', 'h', '.', 't', 'i', 'e'}
  set2: {1, 2, 3, 4, 5}
  set3: {1, 2, 3, 4, 5}
  

转换

其他类型如果想要转换为集合类型，可以通过set进行转换，并且如果数据有重复自动剔除。

提示：int/list/tuple/dict都可以转换为集合。
v1 = [11,22,33,11,3,99,22]
v2 = set(v1)
print(v2) # {11,22,33,3,99}

v1 = "xxx"
v2 = set(v1)
print(v2) # {"x","x","x"}

v1 = (11,22,3,11)
v2 = set(v1)
print(v2) # {11,22,3}

v1 = {"age":12, "status":True,"name":"xxx"}
print( set(v1.keys()) )     # 输出：{'status', 'name', 'age'}
print( set(v1.values()) )    # 输出：{'status', 'name', 'age'}
print( set(v1.items()) )    # 输出：{('age', 12), ('status', True), ('name', 'xxx')}

增

• add() 添加
  • 单个元素,如果添加的元素存在，则添加失败，不报错
  • 多个元素,在set中，使用add添加，则只能添加元组，不能添加list和dict
• update() 更新
  • 不能直接添加,参数可以是列表，元组，字典等(添加字典的话,只会把key添加进去)

# add(),添加，
set1 = {11, 22, 33, 44, 55}
# 单个元素
set1.add(66)
set1.add(55) # 如果添加的元素存在，则添加失败，不报错
# 多个元素
# s1.add([77,88])   #TypeError: unhashable type: 'list'
s1.add((77, 88))
# s1.add({1:"a"})
# 结论：在set中，使用add添加，则只能添加元组，不能添加list和dict

# update()，更新,update的参数只能是可迭代对象【打碎加入】
set2 = {11, 22, 33, 44, 55}
# set2.update(66)   #报错：TypeError: 'int' object is not iterable
set2.update([66])  # []
set2.update((77, 88))  # ()
set2.update({"12": 14, "13": 13})  # 只会把key添加进去
set2.update("hgjhgaa")  # 把字符个个的添加进去(不会把重复的添加进去)

删

• remove() 如果删除的元素不存在,则会发生错误.
• discard() 如果删除的元素不存在,不会发生错误.
• pop() 随机删除集合中的一个元素
• clear() 清空集合

"""
- remove() 如果删除的元素不存在,则会发生错误.
- discard() 如果删除的元素不存在,不会发生错误.
- pop() 随机删除集合中的一个元素
- clear() 清空集合
"""
set2 = {11, 22, 33, 44, 55}
set2.remove(77)
set2.discard(33)
set2.pop()
set2.clear()

查

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。

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

交集、并集、差集

交集

• intersection
• &

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
s3 = s1 & s2  # 方式一：取两个集合的交集
s4 = s1.intersection(s2)  # 方式二：取两个集合的交集
print(s3)  # {'⽪⻓⼭'}
print(s4)  # {'⽪⻓⼭'}

并集

• union
• |

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
s3 = s1 | s2  # 方式一：取两个集合的并集
s4 = s1.union(s2)  # 方式二：取两个集合的并集
print(s3, s4)  # {'刘能', '⽪⻓⼭', '赵四', '冯乡⻓', '刘科⻓'}

差集

• difference

s1 = {"刘能", "赵四", "⽪⻓⼭"}
s2 = {"刘科⻓", "冯乡⻓", "⽪⻓⼭"}
s3 = s1 - s2                       # 方式一：差集，s1中有且s2中没有的值
s4 = s1.difference(s2)         # 方式二：差集，s1中有且s2中没有的值
print(s3,s4)  # {'赵四', '刘能'}
s5 = s2 - s1                       # 方式一：差集，s2中有且s1中没有的值
s6 = s2.difference(s1)           # 方式一：差集，s2中有且s1中没有的值
print(s5,s6)  # {'冯乡⻓', '刘科⻓'}

集合中的方法

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

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frozenset集合（set集合的不可变版本）

set 集合是可变序列，程序可以改变序列中的元素；frozenset 集合是不可变序列，程序不能改变序列中的元素。set 集合中所有能改变集合本身的方法，比如 remove()、discard()、add() 等，frozenset 都不支持；set 集合中不改变集合本身的方法，fronzenset 都支持。

我们可以在交互式编程环境中输入 dir(frozenset) 来查看 frozenset 集合支持的方法：

>>> dir(frozenset)
['copy', 'difference', 'intersection', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'symmetric_difference', 'union']

frozenset 集合的这些方法和 set 集合中同名方法的功能是一样的。

两种情况下可以使用 fronzenset：

• 当集合的元素不需要改变时，我们可以使用 fronzenset 替代 set，这样更加安全。
• 有时候程序要求必须是不可变对象，这个时候也要使用 fronzenset 替代 set。比如，字典（dict）的键（key）就要求是不可变对象。

s = {'Python', 'C', 'C++'}
fs = frozenset(['Java', 'Shell'])
s_sub = {'PHP', 'C#'}
#向set集合中添加frozenset
s.add(fs)
print('s =', s)  # s = {'Python', frozenset({'Java', 'Shell'}), 'C', 'C++'}
#向为set集合添加子set集合
s.add(s_sub)
print('s =', s)

Traceback (most recent call last):
    File "C:\\Users\\mozhiyan\\Desktop\\demo.py", line 11, in <module>
        s.add(s_sub)
TypeError: unhashable type: 'set'

需要注意的是，set 集合本身的元素必须是不可变的， 所以 set 的元素不能是 set，只能是 frozenset。第 6 行代码向 set 中添加 frozenset 是没问题的，因为 frozenset 是不可变的；但是，第 10 行代码中尝试向 set 中添加子 set，这是不允许的，因为 set 是可变的。