07 集合⚓︎

集合⚓︎

集合是一组项的集合。

数学中对集合的定义也可以应用到Python中。集合是一组无序、无索引的不同元素。在Python中，集合用于存储唯一的项，可以在集合之间找到并集、交集、差集、对称差、子集、超集和 不相交集 等操作。

创建集合⚓︎

我们使用内置的 set() 函数来创建集合。

创建一个空集合

# 语法
st = set()

创建带有初始项的集合

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}

示例:

# 语法
fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}

获取集合的长度⚓︎

我们使用 len() 方法来查找集合的长度。

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
len(st)

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
len(fruits)

访问集合中的项⚓︎

我们使用循环来访问项。我们将在循环部分中看到这一点。

检查项⚓︎

要检查列表中是否存在项，我们使用 in 成员运算符。

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
print("集合 st 是否包含 item3? ", 'item3' in st) # 集合 st 是否包含 item3? True

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
print('mango' in fruits) # True

向集合中添加项⚓︎

一旦创建了集合，我们就不能更改任何项，但可以添加其他项。

使用 add() 添加一个项

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st.add('item5')

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
fruits.add('lime')

使用 update() 添加多个项 update() 允许向集合中添加多个项。update() 方法接受一个列表参数。

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st.update(['item5','item6','item7'])

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
vegetables = ('tomato', 'potato', 'cabbage','onion', 'carrot')
fruits.update(vegetables)

从集合中删除项⚓︎

我们可以使用 remove() 方法从集合中删除项。如果找不到项，remove() 方法将引发错误，因此最好检查项是否存在于给定的集合中。然而，discard() 方法不会引发任何错误。

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st.remove('item2')

pop() 方法从列表中删除一个随机项，并返回已删除的项。

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
fruits.pop()  # 从集合中删除一个随机项

如果我们对已删除的项感兴趣。

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
removed_item = fruits.pop()

清空集合中的项⚓︎

如果要清空集合，我们使用 clear 方法。

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st.clear()

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'le

mon'}
fruits.clear()
print(fruits) # set()

删除集合⚓︎

如果要删除集合本身，我们使用 del 运算符。

# 语法
st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
del st

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
del fruits

将列表转换为集合⚓︎

我们可以将列表转换为集合，集合转换为列表。将列表转换为集合会删除重复项，只保留唯一项。

# 语法
lst = ['item1', 'item2', 'item3', 'item4', 'item1']
st = set(lst)  # {'item2', 'item4', 'item1', 'item3'} - 顺序是随机的，因为集合通常是无序的

示例:

fruits = ['banana', 'orange', 'mango', 'lemon','orange', 'banana']
fruits = set(fruits) # {'mango', 'lemon', 'banana', 'orange'}

合并集合⚓︎

我们可以使用 union() 或 update() 方法合并两个集合。

union 该方法返回一个新的集合

# 语法
st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st2 = {'item5', 'item6', 'item7', 'item8'}
st3 = st1.union(st2)

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
vegetables = {'tomato', 'potato', 'cabbage','onion', 'carrot'}
print(fruits.union(vegetables)) # {'lemon', 'carrot', 'tomato', 'banana', 'mango', 'orange', 'cabbage', 'potato', 'onion'}

update 该方法将一个集合插入到另一个集合中

# 语法
st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st2 = {'item5', 'item6', 'item7', 'item8'}
st1.update(st2) # 将 st2 的内容添加到 st1 中

示例:

fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'}
vegetables = {'tomato', 'potato', 'cabbage','onion', 'carrot'}
fruits.update(vegetables)
print(fruits) # {'lemon', 'carrot', 'tomato', 'banana', 'mango', 'orange', 'cabbage', 'potato', 'onion'}

查找两个集合的交集项⚓︎

交集返回两个集合中都存在的项。请参见示例

# 语法
st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st2 = {'item3', 'item2'}
st1.intersection(st2) # {'item3', 'item2'}

示例:

whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
even_numbers = {0, 2, 4, 6, 8, 10}
whole_numbers.intersection(even_numbers) # {0, 2, 4, 6, 8, 10}

python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o','n'}
dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o','n'}
python.intersection(dragon)     # {'o', 'n'}

检查子集和超集⚓︎

一个集合可以是其他集合的子集或超集：

子集: issubset()
超集: issuperset()

# 语法
st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st2 = {'item2', 'item3'}
st2.issubset(st1) # True
st1.issuperset(st2) # True

示例:

whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
even_numbers = {0, 2, 4, 6, 8, 10}
whole_numbers.issubset(even_numbers) # False，因为它是超集
whole_numbers.issuperset(even_numbers) # True

python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o','n'}
dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o','n'}
python.issubset(dragon)     # False

检查两个集合之间的差异⚓︎

它返回两个集合之间的差异。

# 语法
st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st2 = {'item2', 'item3'}
st2.difference(st1) # set()
st1.difference(st2) # {'item1', 'item4'} => st1\st2

示例:

whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
even_numbers = {0, 2, 4, 6, 8, 10}
whole_numbers.difference(even_numbers) # {1, 3, 5, 7, 9}

python = {'p', 'y', 't', 'o','n'}
dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o','n'}
python.difference(dragon)     # {'p', 'y', 't'}  - 结果是无序的（集合的特点）
dragon.difference(python)     # {'d', 'r', 'a', 'g'}

寻找两个集合的对称差异⚓︎

它返回两个集合之间的对称差异symmetric difference。这意味着它返回一个包含两个集合中的所有项，但不包含同时存在于两个集合中的项的集合，数学上表示为：(A\B) ∪ (B\A)

# 语法
st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st2 = {'item2', 'item3'}
# 这意味着 (A\B)∪(B\A)
st2.symmetric_difference(st1) # {'item1', 'item4'}

示例:

whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
some_numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
whole_numbers.symmetric_difference(some_numbers) # {0, 6, 7, 8, 9, 10}

python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o','n'}
dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o','n'}
python.symmetric_difference(dragon)  # {'r', 't', 'p', 'y', 'g', 'a', 'd', 'h'}

连接集合⚓︎

如果两个集合没有共同的项，我们称它们为不相交集合。我们可以使用 isdisjoint() 方法来检查两个集合是否是相交的或不相交的。

# 语法
st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'}
st2 = {'item2', 'item3'}
st2.isdisjoint(st1) # False

示例:

even_numbers = {0, 2, 4 ,6, 8}
even_numbers = {1, 3, 5, 7, 9}
even_numbers.isdisjoint(odd_numbers) # True，因为没有共同项

python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o','n'}
dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o','n'}
python.isdisjoint(dragon)  # False，有共同项 {'o', 'n'}

💻 练习：第 7 天⚓︎

# 集合
it_companies = {'Facebook', 'Google', 'Microsoft', 'Apple', 'IBM', 'Oracle', 'Amazon'}
A = {19, 22, 24, 20, 25, 26}
B = {19, 22, 20, 25, 26, 24, 28, 27}
age = [22, 19, 24, 25, 26, 24, 25, 24]

练习：级别 1⚓︎

查找集合 it_companies 的长度。
将 'Twitter' 添加到 it_companies 中。
一次性将多个 IT 公司插入到集合 it_companies 中。
从集合 it_companies 中删除一个公司。
remove 和 discard 之间的区别是什么？

练习：级别 2⚓︎

连接 A 和 B。
查找 A 和 B 的交集。
A 是否为 B 的子集？
A 和 B 是否为不相交集？
将 A 与 B 连接，然后将 B 与 A 连接。
A 和 B 之间的对称差异是什么？
完全删除这些集合。

练习：级别 3⚓︎

将年龄转换为集合，并比较列表和集合的长度，哪一个更大？
解释以下数据类型之间的区别：字符串、列表、元组和集合。
我是一名教师，我热爱启发和教育人们。 这个句子中使用了多少个独特的单词？使用分割方法和集合来获取独特的单词。