Python 极简教程（十）集合 set

什么是集合？

集合（set）是一种可变，无序和不重复的序列。

集合是python的序列之一，集合没有列表（list）、元组（tuple）和字典（ditc）常见。但是有时候也有奇效。
我们先来看个集合的例子：

>>> s = {'b', 'x', 'a'}
>>> type(s)
# <class 'set'>

s = {'b', 'x', 'a'}就是一个集合（set），数据类型就是set。

我们可以仔细观察一下集合（set）的形态：

• 以逗号分隔元素，类似列表（list）和元组（tuple）；
• 以大括号{}进行约束并且其无序的特性，类似字典（dict）；
• 无序的特性，类似字典（dict）；
• 不重复，类似字典中的键。

可以简单的理解为就是没有值（value）的字典（dict）。
当然这是我说的，不够准确，被人骂了不要来找我！

接下来我们来看下集合的基本操作。

集合的创建

我们看如何创建集合：

1. 创建一个空的集合；
   空集合的创建不能用以下这种形式

>>> s = {}                # 这是一个空字典，不是空集合
>>> type(s)
# <class 'dict'>

那要如何创建一个空的集合呢？

>>> s = set()               # 这是一个空字典，不是空集合
>>> s
# set()
>>> type(s)
# <class 'set'>

我们可以看到要创建一个空集合，要使用s = set()这种方式。

2. 创建非空的集合；

set()可以将任意一种序列变成集合

# 列表
>>> li = ['a', 'b', 'c']
>>> set(li)
# {'b', 'c', 'a'}

# 元组
>>> t = (1,2,3)
>>> set(t)
# {1, 2, 3}

# 字典
>>> d = {'x':1,'y':2}
>>> set(d)
# {'y', 'x'}

# 字符串
>>> set('python')
# {'y', 'p', 'n', 'h', 't', 'o'}

3. 利用集合的不重复状态，进行序列的去重

# 有重复元素的列表
>>> li = ['a', 'b', 'c', 'a', 'c']
>>> s = set(li)
# {'b', 'c', 'a'}

# 如果想去重后依然是列表，转换一下
>>> li = list(set(li))
>>> li.sort()
>>> li
# ['a', 'b', 'c']

集合元素的添加、删除

1. 集合元素的添加有两种常用方法，分别是add和update

add方法类似于列表（list）中的append方法，在末尾添加元素

>>> s = {'b', 'c', 'a'}
>>> s.add('abc')     #这里会把'abc'当成一个字符串
>>> s
# {'b', 'c', 'abc', 'a'}

集合中的元素不能是列表（list）、字典（dict）

>>>s = {'b', 'c', 'a'}
>>> s.add([1,2])      
TypeError: unhashable type: 'list'

>>> s.add({'x':1,'y':2})
TypeError: unhashable type: 'dict'

update方法类似于列表相加，其中update的参数为序列。也就是把序列中的所有元素全部无序并排重后加入到集合中。

>>> s = {'b', 'c', 'a'}
>>> s.update('xyz')      #这里会把'xyz'当成序列来处理，'x','y','z'分别是三个元素
>>> s
# {'y', 'c', 'z', 'b', 'x', 'a'}

2. 集合元素的删除方法

集合删除操作方法有两种：
s.remove('e')：删除匹配的元素
s.pop()：删除第一个元素，无法指定index，因为集合没有index

# remove
>>> s = {'b', 'c', 'a'}
>>> s.remove('a')
>>> s
# {'b', 'c'}

# pop
>>> s = {'b', 'c', 'a'}
>>> s.pop()
# 'b'
>>> s
# {'c', 'a'}

集合的交集、合集（并集）、差集

通过集合的交集、合集（并集）、差集可以很方便的处理一些列表（list）

1. 交集：

交集，符号“&”，表示两个集合中相同的元素部分组成新的集合

# 交集 &
>>> a = set(['a', 'b', 'c'])
>>> b = set(['b','d','e'])
>>> a & b 
# {'b'}

2. 合集（并集）

合集（并集），符号“|”，表示两个集合组合成一个不重复的新集合（也就是重复部分会进行排重）

# 合集（并集） |
>>> a = set(['a', 'b', 'c'])
>>> b = set(['b','d','e'])
>>> a | b  
# {'e', 'd', 'c', 'b', 'a'}

3. 差集、相对补集

差集、相对补集， 符号“-”，如果 a - b 表示a集合中没有在b集合中存在的元素，反之 b - a 表示b集合中没有在a集合中存在的元素。可以用于取两个集合中不相同的元素。

# 合集（并集） |
>>> a = set(['a', 'b', 'c'])
>>> b = set(['b','d','e'])
>>> a - b  
# {'c', 'a'}
>>> b - a
# {'e', 'd'}

4. 其他

除开上面集中集合外，还有类似与列表（list）中的一些操作，如in，not in，！=，==等

# 不等于 !=
>>> a != b
# True

# 等于 ==
>>> a == b
# False

# 包含 in
>>> a in b
# False

# 不包含 not in
>>> a not in b
# True

通过集合，我们可以方便快速的处理各种序列中的一些特殊操作。

1. 排重，如果序列中存在重合的元素，可以通过集合方便的去重；
2. 取两个序列中相同的元素，通过将序列转换为集合后，取交集即可；
3. 将两个序列合并，并且元素不重复，通过合集即可；
4. 取两个序列中不相同的部分，用差集即可。

本节练习：

1. 将列表 [5, 6, 7, 4, 5, 7] 中重复的元素去掉
2. 求列表[2, 3, 5, 7, 9]和[2, 4, 5, 9, 8] 中的相同元素和不同元素