Python 数据类型–集合set

下面我将详细讲解 "Python 数据类型--集合set" 的完整攻略。

什么是集合？

在 Python 中，集合是一种不允许重复元素的数据类型。

集合使用大括号 {} 来表示，元素之间用逗号 , 分隔，例如：

my_set = {'apple', 'banana', 'orange'}

在上面的例子中，my_set 是一个包含三个元素的集合，它包含了 'apple'、'banana' 和 'orange' 这三个元素。

需要注意的是，集合中的元素必须是不可变的。这意味着集合中不能包含列表、字典等可变类型的对象。

创建集合

可以通过以下几种方式来创建集合：

# 创建空集合
my_set = set()
print(my_set)   # 输出 set()

# 使用花括号创建集合，注意元素之间用逗号分隔
my_set = {1, 2, 3}
print(my_set)   # 输出 {1, 2, 3}

# 使用 set() 函数创建集合
my_set = set([1, 2, 3, 4, 5])
print(my_set)   # 输出 {1, 2, 3, 4, 5}

集合的操作

集合的操作包括以下几种：

添加元素

可以使用 add() 方法向集合中添加元素：

my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set)   # 输出 {1, 2, 3, 4}

也可以使用 update() 方法向集合中添加多个元素：

my_set = {1, 2, 3}
my_set.update([4, 5, 6])
print(my_set)   # 输出 {1, 2, 3, 4, 5, 6}

需要注意的是，update() 方法需要接收一个可迭代对象作为参数。

删除元素

可以使用 remove() 方法从集合中删除指定的元素：

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

需要注意的是，如果要删除的元素在集合中不存在，会抛出 KeyError 异常。如果不想抛出异常，可以使用 discard() 方法。

查找元素

可以使用 in 关键字来判断一个元素是否在集合中：

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

遍历元素

可以使用 for 循环遍历集合中的每一个元素：

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
for num in my_set:
    print(num)

运行上面的代码会输出集合中的每一个元素（不一定按照顺序）。

集合的操作符

Python 中的集合还支持一些操作符，包括交集、并集、差集和对称差集。

交集

交集表示两个集合中共有的元素，可以使用 & 或 intersection() 方法来计算：

set_a = {1, 2, 3}
set_b = {2, 3, 4}
print(set_a & set_b)    # 输出 {2, 3}
print(set_a.intersection(set_b))   # 输出 {2, 3}

并集

并集表示两个集合中所有的元素，可以使用 | 或 union() 方法来计算：

set_a = {1, 2, 3}
set_b = {2, 3, 4}
print(set_a | set_b)    # 输出 {1, 2, 3, 4}
print(set_a.union(set_b))   # 输出 {1, 2, 3, 4}

差集

差集表示两个集合中不同的元素，可以使用 - 或 difference() 方法来计算：

set_a = {1, 2, 3}
set_b = {2, 3, 4}
print(set_a - set_b)    # 输出 {1}
print(set_b - set_a)    # 输出 {4}
print(set_a.difference(set_b))   # 输出 {1}
print(set_b.difference(set_a))   # 输出 {4}

对称差集

对称差集表示两个集合中不同的元素的集合，可以使用 ^ 或 symmetric_difference() 方法来计算：

set_a = {1, 2, 3}
set_b = {2, 3, 4}
print(set_a ^ set_b)    # 输出 {1, 4}
print(set_a.symmetric_difference(set_b))   # 输出 {1, 4}

示例说明

下面通过两个示例，进一步说明集合的使用。

示例一：找出两个列表的共同元素

假设我们有两个列表 list_a 和 list_b，我们想要找出它们的共同元素。可以通过将列表转换为集合，并使用交集来实现：

list_a = [1, 2, 3, 4, 5]
list_b = [3, 4, 5, 6, 7]
set_a = set(list_a)
set_b = set(list_b)
common_set = set_a & set_b
print(common_set)   # 输出 {3, 4, 5}

示例二：统计字符串中不同的单词数

假设我们有一个字符串，我们想要统计这个字符串中不同的单词数。可以通过将字符串分割成单词列表，并将列表转换为集合来实现：

text = "Python is a popular programming language. It is used for web development, data analysis, and artificial intelligence."
words_list = text.split()
words_set = set(words_list)
word_count = len(words_set)
print(word_count)   # 输出 15

上面的示例中，我们首先使用 split() 方法将字符串分割成单词列表，然后将列表转换为集合并统计不同单词数的数量。