Python Sets(集)

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在 Python 中，Set是可迭代、可变且没有重复元素的数据类型的无序集合。集合中元素的顺序是不确定的，尽管它可能由各种元素组成。与列表相比，使用集合的主要优点是它具有高度优化的方法来检查特定元素是否包含在集合中。

创建一个集合

可以通过将内置的set()函数与可迭代对象或序列一起使用来创建集合，方法是将序列放在花括号内，用“逗号”分隔。

注意：集合不能有像列表或字典这样的可变元素，因为它是可变的。

• Python3

# Python program to demonstrate
# Creation of Set in Python

# Creating a Set
set1 = set()
print("Initial blank Set: ")
print(set1)

# Creating a Set with
# the use of a String
set1 = set("GeeksForGeeks")
print("\nSet with the use of String: ")
print(set1)

# Creating a Set with
# the use of Constructor
# (Using object to Store String)
String = 'GeeksForGeeks'
set1 = set(String)
print("\nSet with the use of an Object: " )
print(set1)

# Creating a Set with
# the use of a List
set1 = set(["Geeks", "For", "Geeks"])
print("\nSet with the use of List: ")
print(set1)

# Creating a Set with
# the use of a tuple
t=("Geeks","for","Geeks")
print("\nSet with the use of Tuple: ")
print(set(t))

# Creating a Set with
# the use of a dictionary
d={"Geeks":1,"for":2,"Geeks":3}
print("\nSet with the use of Dictionary: ")
print(set(d))

输出

Initial blank Set: 
set()

Set with the use of String: 
{'e', 'G', 's', 'F', 'o', 'r', 'k'}

Set with the use of an Object: 
{'e', 'G', 's', 'F', 'o', 'r', 'k'}

Set with the use of List: 
{'For', 'Geeks'}

Set with the use of Tuple: 
{'for', 'Geeks'}

Set with the use of Dictionary: 
{'for', 'Geeks'}

时间复杂度： O(n)，其中 n 是输入字符串、列表、元组或字典的长度。 辅助空间： O(n)，其中 n 是输入字符串、列表、元组或字典的长度，因为创建的集合的大小取决于输入的大小。

集合仅包含唯一元素，但在创建集合时，也可以传递多个重复值。集合中元素的顺序是未定义且不可更改的。集合中元素的类型不必相同，各种混合数据类型值也可以传递给集合。

• Python3

# Creating a Set with
# a List of Numbers
# (Having duplicate values)
set1 = set([1, 2, 4, 4, 3, 3, 3, 6, 5])
print("\nSet with the use of Numbers: ")
print(set1)

# Creating a Set with
# a mixed type of values
# (Having numbers and strings)
set1 = set([1, 2, 'Geeks', 4, 'For', 6, 'Geeks'])
print("\nSet with the use of Mixed Values")
print(set1)

输出

Set with the use of Numbers: 
{1, 2, 3, 4, 5, 6}

Set with the use of Mixed Values
{1, 2, 4, 6, 'Geeks', 'For'}

使用另一种方法创建集合

• Python3

# Another Method to create sets in Python3

# Set containing numbers
my_set = {1, 2, 3}

print(my_set)

# This code is contributed by sarajadhav12052009

输出

{1, 2, 3}

向集合中添加元素

使用 add() 方法

可以使用内置的add()函数将元素添加到 Set 中。使用 add() 方法一次只能将一个元素添加到集合中，循环用于使用 add() 方法一次添加多个元素。

注意：列表不能作为元素添加到集合中，因为列表不可散列，而元组可以添加，因为元组是不可变的，因此是可散列的。

• Python3

# Python program to demonstrate
# Addition of elements in a Set

# Creating a Set
set1 = set()
print("Initial blank Set: ")
print(set1)

# Adding element and tuple to the Set
set1.add(8)
set1.add(9)
set1.add((6, 7))
print("\nSet after Addition of Three elements: ")
print(set1)

# Adding elements to the Set
# using Iterator
for i in range(1, 6):
    set1.add(i)
print("\nSet after Addition of elements from 1-5: ")
print(set1)

输出

Initial blank Set: 
set()

Set after Addition of Three elements: 
{8, 9, (6, 7)}

Set after Addition of elements from 1-5: 
{1, 2, 3, (6, 7), 4, 5, 8, 9}

使用 update() 方法

对于两个或多个元素的添加，使用 Update() 方法。update() 方法接受列表、字符串、元组以及其他集合作为其参数。在所有这些情况下，都避免了重复元素。

• Python3

# Python program to demonstrate
# Addition of elements in a Set

# Addition of elements to the Set
# using Update function
set1 = set([4, 5, (6, 7)])
set1.update([10, 11])
print("\nSet after Addition of elements using Update: ")
print(set1)

输出

Set after Addition of elements using Update: 
{4, 5, (6, 7), 10, 11}

访问集合

不能通过引用索引来访问集合项，因为集合是无序的，项没有索引。但是您可以使用 for 循环遍历集合项，或者使用 in 关键字询问集合中是否存在指定值。

• Python3

# Python program to demonstrate
# Accessing of elements in a set

# Creating a set
set1 = set(["Geeks", "For", "Geeks."])
print("\nInitial set")
print(set1)

# Accessing element using
# for loop
print("\nElements of set: ")
for i in set1:
    print(i, end=" ")

# Checking the element
# using in keyword
print("\n")
print("Geeks" in set1)

输出

Initial set
{'Geeks.', 'For', 'Geeks'}

Elements of set: 
Geeks. For Geeks 

True

从集合中删除元素

使用 remove() 方法或 discard() 方法：

可以使用内置的 remove() 函数从 Set 中删除元素，但如果集合中不存在该元素，则会出现 KeyError。要在没有 KeyError 的情况下从集合中删除元素，请使用 discard()，如果该元素不存在于集合中，它将保持不变。

• Python3

# Python program to demonstrate
# Deletion of elements in a Set

# Creating a Set
set1 = set([1, 2, 3, 4, 5, 6,
            7, 8, 9, 10, 11, 12])
print("Initial Set: ")
print(set1)

# Removing elements from Set
# using Remove() method
set1.remove(5)
set1.remove(6)
print("\nSet after Removal of two elements: ")
print(set1)

# Removing elements from Set
# using Discard() method
set1.discard(8)
set1.discard(9)
print("\nSet after Discarding two elements: ")
print(set1)

# Removing elements from Set
# using iterator method
for i in range(1, 5):
    set1.remove(i)
print("\nSet after Removing a range of elements: ")
print(set1)

输出

Initial Set: 
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

Set after Removal of two elements: 
{1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

Set after Discarding two elements: 
{1, 2, 3, 4, 7, 10, 11, 12}

Set after Removing a range of elements: 
{7, 10, 11, 12}

使用 pop() 方法：

Pop() 函数也可用于从集合中移除和返回元素，但它仅移除集合的最后一个元素。

注意：如果集合是无序的，则无法使用 pop() 函数确定弹出哪个元素。

• Python3

# Python program to demonstrate
# Deletion of elements in a Set

# Creating a Set
set1 = set([1, 2, 3, 4, 5, 6,
            7, 8, 9, 10, 11, 12])
print("Initial Set: ")
print(set1)

# Removing element from the
# Set using the pop() method
set1.pop()
print("\nSet after popping an element: ")
print(set1)

输出

Initial Set: 
{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

Set after popping an element: 
{2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}
{2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

使用 clear() 方法：

要从集合中删除所有元素，使用 clear() 函数。

• Python3

#Creating a set
set1 = set([1,2,3,4,5])
print("\n Initial set: ")
print(set1)


# Removing all the elements from
# Set using clear() method
set1.clear()
print("\nSet after clearing all the elements: ")
print(set1)

输出

Initial set: 
{1, 2, 3, 4, 5}

Set after clearing all the elements: 
set()

Python 中的冻结集是不可变对象，它们只支持产生结果而不影响冻结集或应用它们的集合的方法和运算符。虽然可以随时修改集合的元素，但冻结集合的元素在创建后保持不变。

如果没有传递参数，它返回一个空的 frozenset。

• Python3

# Python program to demonstrate
# working of a FrozenSet

# Creating a Set
String = ('G', 'e', 'e', 'k', 's', 'F', 'o', 'r')

Fset1 = frozenset(String)
print("The FrozenSet is: ")
print(Fset1)

# To print Empty Frozen Set
# No parameter is passed
print("\nEmpty FrozenSet: ")
print(frozenset())

输出

The FrozenSet is: 
frozenset({'F', 's', 'o', 'G', 'r', 'e', 'k'})

Empty FrozenSet: 
frozenset()

将对象类型转换为集合

• Python3

# Typecasting Objects in Python3 into sets

# Typecasting list into set
my_list = [1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 2]
my_set = set(my_list)
print("my_list as a set: ", my_set)

# Typecasting string into set
my_str = "GeeksforGeeks"
my_set1 = set(my_str)
print("my_str as a set: ", my_set1)

# Typecasting dictionary into set
my_dict = {1: "One", 2: "Two", 3: "Three"}
my_set2 = set(my_dict)
print("my_dict as a set: ", my_set2)

# This code is contributed by sarajadhav12052009

输出

my_list as a set:  {1, 2, 3, 4, 5, 6}
my_str as a set:  {'G', 'f', 'r', 'e', 'k', 'o', 's'}
my_dict as a set:  {1, 2, 3}

示例：实现所有功能：

• Python3

def create_set():
    my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
    print(my_set)

def add_element():
    my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
    my_set.add(6)
    print(my_set)

def remove_element():
    my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
    my_set.remove(3)
    print(my_set)

def clear_set():
    my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
    my_set.clear()
    print(my_set)

def set_union():
    set1 = {1, 2, 3}
    set2 = {4, 5, 6}
    my_set = set1.union(set2)
    print(my_set)

def set_intersection():
    set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
    set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
    my_set = set1.intersection(set2)
    print(my_set)

def set_difference():
    set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
    set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
    my_set = set1.difference(set2)
    print(my_set)

def set_symmetric_difference():
    set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
    set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
    my_set = set1.symmetric_difference(set2)
    print(my_set)

def set_subset():
    set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
    set2 = {2, 3, 4}
    subset = set2.issubset(set1)
    print(subset)

def set_superset():
    set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
    set2 = {2, 3, 4}
    superset = set1.issuperset(set2)
    print(superset)

if __name__ == '__main__':
    create_set()
    add_element()
    remove_element()
    clear_set()
    set_union()
    set_intersection()
    set_difference()
    set_symmetric_difference()
    set_subset()
    set_superset()

输出

{1, 2, 3, 4, 5}
{1, 2, 3, 4, 5, 6}
{1, 2, 4, 5}
set()
{1, 2, 3, 4, 5, 6}
{4, 5}
{1, 2, 3}
{1, 2, 3, 6, 7, 8}
True
True

优点：

• 唯一元素：集合只能包含唯一元素，因此它们可用于从数据集合中删除重复项。
• 快速成员资格测试：集合针对快速成员资格测试进行了优化，因此它们可用于确定某个值是否在集合中。
• 数学集合运算：集合支持数学集合运算，如并集、交集和差集，这对于处理数据集很有用。
• 可变的：集合是可变的，这意味着您可以在集合创建后添加或删除元素。

缺点：

• 无序：集合是无序的，这意味着您不能依赖集合中数据的顺序。这可能会导致难以按特定顺序访问或处理数据。
• 功能有限：与列表相比，集合的功能有限，因为它们不支持 append() 或 pop() 等方法。这会使修改或操作存储在集合中的数据变得更加困难。
• 内存使用：集合比列表消耗更多的内存，尤其是对于小型数据集。这是因为集合中的每个元素都需要额外的内存来存储哈希值。
• 不太常用：集合在 Python 中不如列表和字典常用，这意味着可用于使用它们的资源或库可能更少。这会使找到问题的解决方案或获得调试帮助变得更加困难。

总的来说，集合在 Python 中是一种有用的数据结构，特别是对于删除重复项或快速成员资格测试。然而，它们缺乏顺序和有限的功能也可能使它们不如列表或字典通用，因此在决定在 Python 程序中使用哪种数据结构时，仔细考虑使用集合的优点和缺点很重要。

设置方法

功能	描述
add().	向集合中添加一个元素
remove().	从集合中移除一个元素。如果集合中不存在该元素，则引发 KeyError
clear().	移除集合中的所有元素
copy().	返回集合的浅表副本
pop().	删除并返回任意集合元素。如果集合为空则引发 KeyError
update().	用自己和其他人的并集更新一个集合
union().	返回新集合中集合的并集
difference().	返回两个或多个集合的差异作为一个新集合
difference_update().	从这个集合中删除另一个集合的所有元素
discard().	如果元素是成员，则从集合中删除该元素。（如果元素不在集合中则什么都不做）
intersection().	返回两个集合的交集作为一个新集合
intersection_update().	用自身和另一个的交集更新集合
isdisjoint().	如果两个集合有一个空交集，则返回 True
issubset().	如果另一个集合包含此集合，则返回 True
issuperset().	如果此集合包含另一个集合，则返回 True
symmetric_difference().	返回两个集合的对称差异作为一个新集合
symmetric_differece_update().	用自身和另一个的对称差异更新一个集合

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原文链接：codingdict.net

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