Python学习week4-set集合

1、python数据结构之set

1.1、set集合的定义及初始化

# set特点：set一种是可变的，无序的，去重复的元素集合；set集合可以直接作为字典的key；

class set(object):
    """
    set() -> new empty set object
    set(iterable) -> new set object

    Build an unordered collection of unique elements.
    """
例如：

s=set(i for i in range(10) if i %2==0)
print(s,type(s))
'''
{0, 2, 4, 6, 8} <class 'set'>
'''
s1={} 　  # 定义空字典
s2=set() # 定义空集合

print(s1,s2)
print(type(s1),type(s2))
'''
{} set()
<class 'dict'> <class 'set'>
'''

s3={[1],(1,),1}  # 报错，TypeError: unhashable type: 'list' ， 集合是元素类型必须是不可变的数据类型；

# set集合元素：

• set的元素必须是可hash；
• set元素不可索引；
• set集合可迭代；

1.2、set元素的增删改查

1.2.1、set元素的增加

（1）add(elem)

def add(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """
    Add an element to a set.
        
    This has no effect if the element is already present.
    ""
例如：

s2=set()
s2.add(1)
s2.add(2)
print(s2)
'''
{1, 2}
'''

（2）update(*others)

def update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """ Update a set with the union of itself and others. """
    pass
例如：

s3={'a','b'}
s3.update(range(10))
print(s3)
'''
{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 'a', 'b'}
'''

1.2.2、set元素的删除

（1）remove(elem)

• 从set集合中移除一个元素；
• 元素不存在，抛出keyerror异常 # set可以看出一种特殊的字典；

def remove(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """
    Remove an element from a set; it must be a member.
        
    If the element is not a member, raise a KeyError.
    """

（2）discard(elem)

• 从set中移除一个元素；
• 如果没有该元素，则什么也不做；

def discard(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """
    Remove an element from a set if it is a member.
        
    If the element is not a member, do nothing.
    """

（3）pop() ==>item

• 移除并返回任意的元素；（由于set是无序的，所以pop就是随机删除元素，并将其元素返回）
• 空集合返回keyerror

def pop(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
    """
    Remove and return an arbitrary set element.
    Raises KeyError if the set is empty.
    """

（4）clear

• 清除集合内的所有元素；

1.2.3、set元素的修改

（1）set元素的修改？

• set集合的元素要么删除，要么加入新的元素，没有修改方法；

（2）set元素的查询

• 由于set为非线性数据结构，无法索引；

（3）set的遍历

• 可以遍历set集合里面的所有元素；

1.3、set成员运算

# 成员运算符：in和not in

# set非线性结构和list线性结构成员运算的效率比较

• 线性结构的查询时间复杂度是O（n），即随着数据规模越来越大则效率越来越低；
• set，dict等非线性结构，内部使用hash值作为key，时间复杂度为O（1）；
• 线性结构尽量少用in或not in来判断一个元素是否在一个容器中；

1.4、set集合运算

1.4.1、集合概念

• 全集：所有元素的集合；
• 子集subset和超集superset；
  • 一个集合A所有元素都在另一个集合B内，A是B的子集，B是A的超集；
• 真子集和真超集
  • A是B的子集，且A不等于B，A就是B的真子集，B是A的真超集；
• 并集：多个集合合并的结果
• 交集：多个集合的公共部分
• 差集：集合中出去和其他集合公共的部分
• 对称差集：两个集合的对称差是只属于其中一个集合，而不属于另一个集合的元素组成的集合;

1.4.2、集合运算之并集

• 将两个集合A和B的所有元素合并到一起，组成的集合称为A与B的并集；
• union(*others)  ==  运算符 ’|‘
  • 返回和多个集合合并后的新的集合；
  •  运算符|，等同于union；
• update(*others) == 运算符 ’|=’
  
  • 合并多个集合，就地修改；

s1=set(range(5))
s2=set(range(7,10))

print(s1|s2)
print(s1.union(s2))
print(s1.update(s2)) # 返回None,直接对集合s1进行修改
print('s1:',s1)
print('s2:',s2)
'''
{0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9}
{0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9}
None
s1: {0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9}
s2: {8, 9, 7}
'''

1.4.3、交集

• intersection(*other) == 运算符 ‘&‘
  • 返回多个集合的交集;
• intersection_update(*others)   == 运算符 ‘&=’
  • 就地修改；

1.4.4、差集

• 集合A和B，A对于B的差集为属于A但不属于B的部分为A与B的差集；
• different(*others) == 运算符 ‘-’
• different_update(*others) == 运算符'-='

1.4.5、对称差集

•  集合A和B，由所有不属于A和B交集元素组成，可理解为（A-B）|（B-A）;
• symmetric_difference(*others) == 运算符 '^'

1.4.6、集合运算

• issbuset(other)与<= ：判断当前集合是否是另一个集合的的子集；
• set1<set2：判断set1是否是set2的真子集；
• isdisjoint(other)：判断当前集合和另一个集合没有交集，没有交集则返回True；