Python的集合类型之set和frozenset详解

什么是集合？

集合（set）是Python中的一种数据类型，用于存储一组互不相同的元素。集合中的元素必须是不可变的（immutable），例如数字，字符串和元组，不能包含可变数据类型（mutable），例如列表、字典和集合本身。

在Python 2.3之前，集合类型是不存在的，只能用列表或字典来模拟集合。在Python 2.3及以后的版本中，集合类型被正式引入到语言中。Python中的集合类型有两种：set和frozenset。

set类型

set类型用大括号{}来创建，中间用逗号分隔每个元素。下面是创建一个set的例子：

st = {1, 2, 3}
print(st)  # 打印出 set([1, 2, 3])

需要注意的是，如果只使用一对大括号{}来创建一个空集合，会得到一个空字典而不是一个空集合。因此，要创建一个空集合，应该使用set()函数：

empty_set = set()   # 创建一个空集合
print(empty_set)    # 打印出 set()，表示一个空集合

set类型的特点是无序且元素不能重复。set中元素的顺序是无法预测的，每次输出结果可能会有所不同，但是元素不会重复。

st = {1, 2, 3, 2, 1}
print(st)  # 打印出 set([1, 2, 3])，可以看到重复元素已经被去除

set类型支持所有的数学集合操作，例如合并（union）、交集（intersection）和差集（difference）。

set1 = {1, 3, 5, 7}
set2 = {2, 4, 6, 8}
# union，将两个集合合并，并去除重复元素
union_set = set1.union(set2)
print(union_set)  # 打印出 set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8])
# intersection，找到两个集合中都有的元素
intersection_set = set1.intersection(set2)
print(intersection_set)  # 打印出 set([])
# difference，返回只属于第一个集合的元素
diff_set = set1.difference(set2)
print(diff_set)  # 打印出 set([1, 3, 5, 7])

frozenset类型

frozenset类型是set类型的不可变版本，用法与set类型基本相同，只是一旦创建就无法更改。因此，frozenset类型不能添加、删除或修改元素。frozenset类型也用大括号{}来创建，只需在大括号前加上关键词frozenset即可。

frozenset1 = frozenset([1, 3, 5])
frozenset2 = frozenset([2, 4, 6])
frozenset3 = frozenset([1, 2, 3])
# union，将两个集合合并，并去除重复元素
union_fset = frozenset1.union(frozenset2)
print(union_fset)  # 打印出 frozenset([1, 2, 3, 4, 5, 6])
# intersection，找到两个集合中都有的元素
intersection_fset = frozenset1.intersection(frozenset3)
print(intersection_fset)  # 打印出 frozenset([1, 3])
# difference，返回只属于第一个集合的元素
diff_fset = frozenset1.difference(frozenset2)
print(diff_fset)  # 打印出 frozenset([1, 3, 5])

需要注意的是，frozenset类型虽然是不可变的，但是可以作为set类型的元素使用。

fset1 = frozenset([1, 2, 3])
fset2 = frozenset([4, 5, 6])
# 将frozenset类型作为set类型的元素
set3 = set([fset1, fset2])
print(set3)  # 打印出 set([frozenset([1, 2, 3]), frozenset([4, 5, 6])])

总结

• set类型用大括号{}来创建，中间用逗号分隔每个元素，支持所有的数学集合操作。
• frozenset类型是set类型的不可变版本，用法与set类型基本相同，只是一旦创建就无法更改。
• set类型和frozenset类型都不允许重复元素，但是frozenset类型可以作为set类型的元素使用。

我希望这篇攻略能够帮助你理解和使用Python中的集合类型。如果你有任何疑问或建议，请随时与我联系。