python set()

1. 介绍

在 Python 中，Set（集合）是一种无序且元素唯一的容器类型。它基于数学中的集合概念，并提供了相关的操作。在本文中，我们将详细说明 Set 的使用方法、操作以及一些常见的应用场景。

2. 创建 Set

2.1 使用 set() 函数创建 Set

Set 可以通过 set() 函数来创建，传入一个可迭代对象作为参数。可迭代对象可以是列表（List）、元组（Tuple）、字符串（String）等。

my_set = set([1, 2, 3, 3, 4, 5])
print(my_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4, 5}

在上述示例中，列表 [1, 2, 3, 3, 4, 5] 被传递给 set() 函数来创建一个 Set。注意，重复的元素被自动剔除，输出的 Set 中仅包含唯一元素。

2.2 使用 { } 创建 Set

除了使用 set() 函数，我们还可以使用花括号 {} 来创建 Set。注意，使用这种方式创建 Set 时，元素之间用逗号分隔。

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(my_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4, 5}

3. Set 的基本操作

3.1 添加元素

Set 可以通过 add() 方法添加元素。如果元素已经存在，将不会进行任何操作。

my_set = set()
my_set.add(1)  
my_set.add(2)
my_set.add(3)
print(my_set)  # 输出: {1, 2, 3}

3.2 删除元素

Set 使用 remove() 或 discard() 方法来删除元素。两者的区别在于，remove() 方法在元素不存在时会引发 KeyError，而 discard() 方法则不会。

my_set = {1, 2, 3}
my_set.remove(2)
print(my_set)  # 输出: {1, 3}

my_set.discard(4)
print(my_set)  # 输出: {1, 3}

3.3 清空 Set

通过 clear() 方法可以清空 Set 中的所有元素。

my_set = {1, 2, 3}
my_set.clear()
print(my_set)  # 输出: set()

3.4 判断元素是否存在

可以使用 in 关键字来判断 Set 中是否存在指定的元素。

my_set = {1, 2, 3}
print(1 in my_set)   # 输出: True
print(4 in my_set)   # 输出: False

3.5 计算 Set 的长度

可以通过 len() 函数来获取 Set 中元素的个数。

my_set = {1, 2, 3}
print(len(my_set))   # 输出: 3

4. Set 的操作

4.1 并集

可以使用 union() 或 | 运算符来计算两个 Set 的并集。

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
union_set = set1.union(set2)  # 或者使用 union_set = set1 | set2
print(union_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4, 5}

4.2 交集

可以使用 intersection() 或 & 运算符来计算两个 Set 的交集。

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
intersection_set = set1.intersection(set2)  # 或者使用 intersection_set = set1 & set2
print(intersection_set)  # 输出: {3}

4.3 差集

可以使用 difference() 或 – 运算符来计算两个 Set 的差集。

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
difference_set = set1.difference(set2)  # 或者使用 difference_set = set1 - set2
print(difference_set)  # 输出: {1, 2}

4.4 对称差集

可以使用 symmetric_difference() 或 ^ 运算符来计算两个 Set 的对称差集。

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
symmetric_difference_set = set1.symmetric_difference(set2)  # 或者使用 symmetric_difference_set = set1 ^ set2
print(symmetric_difference_set)  # 输出: {1, 2, 4, 5}

5. Set 的应用场景

5.1 去除列表中的重复元素

Set 的一个常见应用场景是用于去除列表（List）中的重复元素。

my_list = [1, 2, 3, 3, 4, 5, 5]
unique_elements = list(set(my_list))
print(unique_elements)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

5.2 判断集合之间的关系

Set 可以用于判断集合之间的包含关系、相交关系等。

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {2, 3, 4, 5}
print(set1.issubset(set2))         # 输出: False
print(set1.issuperset(set2))       # 输出: False
print(set1.isdisjoint(set2))       # 输出: False (即存在交集)

5.3 列表运算符与 Set 运算符的对比

在执行集合运算时，Set 提供了更加简洁的方式，并且可以避免使用循环遍历列表的麻烦。

list1 = [1, 2, 3]
list2 = [3, 4, 5]
set1 = set(list1)
set2 = set(list2)

# 并集
union_set = set1.union(set2)   # 或者使用 union_set = set1 | set2
print(union_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4, 5}

# 交集
intersection_set = set1.intersection(set2)   # 或者使用 intersection_set = set1 & set2
print(intersection_set)  # 输出: {3}

# 差集
difference_set = set1.difference(set2)   # 或者使用 difference_set = set1 - set2
print(difference_set)  # 输出: {1, 2}

# 对称差集
symmetric_difference_set = set1.symmetric_difference(set2)  # 或者使用 symmetric_difference_set = set1 ^ set2
print(symmetric_difference_set)  # 输出: {1, 2, 4, 5}

结论

本文提供了 Set 的详细解释和使用方法。Set 是一个非常有用的数据结构，特别适用于需要处理无序、唯一元素的场景。通过对 Set 的操作，我们可以方便地进行并集、交集、差集和对称差集的计算，以及判断元素是否存在、清空集合等操作。此外，Set 还可以用于去除列表中的重复元素以及判断集合之间的关系。使用 Set 可以简化代码，并提高效率。