Python學習之集合的常用方法總結

2022-03-04 16:00:20

什麼是集合？

集合並不是一種資料處理型別，而是一種中間型別。

集合(set)是一個無序、不重複的元素序列
經常被用來處理兩個列表進行交併差的處理性
集合與列表一樣，支援所有的不可變資料型別

集合中所有的元素放在 {} 中間，並用逗號分開，例如：

{1, 2, 3}，一個包含 3 個整數的列表

{‘a’, ‘b’, ‘c’}，一個包含 3 個字串的列表

集合與列表的區別

功能	列表	集合
順序	有序	無序
內容	可重複	不可重複
功能	用於資料的使用	用於資料的交集、並集、差集的獲取
索引	有索引	無索引
符號	[ ] —> [1, 2, 3]	{ } —> {1, 2, 3}

集合的建立方法

通過 set 函數建立集合，也可以使用有值的大括號來建立。如 {1, 2} ，但不能使用空的大括號來建立。(空的大括號是一個空的字典)

範例如下：

test_set_01 = set()				# ---> 一個空的集合
test_set_02 = set([1, 2, 3])	# ---> 傳入列表或元組
test_set_03 = {1, 2, 3}			# ---> 傳入元素
test_set_04 = {}  				# ---> 這樣的方式是錯誤的，這是一個空的字典

print(type(test_set_04))

# 執行結果如下：
# ---> <class 'dict'>

test_list_01 = ['name', 'age', 'birthday']
test_set_01 = set(test_list_01)
print(test_set_01)

# 執行結果如下：
# >>> {'name', 'age', 'birthday'}		可以看到，傳入的並不是列表，而是列表的元素


test_list_02 = ['name', 'age', 'birthday', 'age']
test_set_02 = set(test_list_02)
print(test_set_02)

# 執行結果如下：
# >>> {'name', 'age', 'birthday'}		可以看到，列表裡重複的元素，做了去重的處理


test_list_03 = (1, 2, 3, 1, 5)
test_set_03 = set(test_list_03)
print(test_set_03)

# 執行結果如下：
# >>> {1, 2, 3, 5}						可以看到，元組裡重複的元素，做了去重的處理


test_set_04 = {['name', 'age', 'birthday']}
print(test_set_04)

# 執行結果如下：
# >>> TypeError: unhashable type: 'list'	集合內不可傳入列表，否則會報錯


test_set_05 = {{'name', 'age', 'birthday'}}
print(test_set_05)

# 執行結果如下：
# >>> TypeError: unhashable type: 'set' 	集合內同樣也不可傳入字典


test_set_06 = {'name', 1, 3.14, (666, 888)}
print(test_set_06)

# 執行結果如下：
# >>> {'name', 3.14, 1, (666, 888)}			集合內可以傳入不同的資料型別(列表不可以直接傳入)

集合的增刪改

add 函數

add 函數的功能：用於集合中新增一個元素，如果集合中已經存在該被新增的元素，則該函數不執行。

add 函數的用法：set.add(item) ；item 為要被新增到集合的元素；無返回值。

範例如下：

test_set = {'name', 'age', 'birthday'}
test_set.add('sex')
test_set.add('name')
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> {'sex', 'birthday', 'age', 'name'}	已存在的 'name' 元素，未再次執行新增

update 函數

update 函數的功能：在集合中加入一個新的集合(或者列表、元組、字串)，如果新集合內的元素在原集合中存在則無視。

update 函數的用法：set.update(iterable) ；iterable為集合、列表、元組、字串；無返回值，直接作用於原集合。

範例如下：

test_set = set()
test_list = ['name', 'age', 'birthday']
test_set.update(test_list)
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> {'birthday', 'age', 'name'}		列表的成員(元素)被新增進集合


test_tuple = (666, 888)
test_set.update(test_tuple)
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> {'name', 'birthday', 'age', 888, 666}		元組的成員(元素)被新增進集合


name = 'Neo'
test_set.update(name)
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> {'name', 'N', 'birthday', 'e', 'age', 'o', 888, 666}		字串是每個字元都作為元素被新增進集合的

remove 函數

remove函數的功能：將集合中某個元素刪除，如果該元素不存在則會報錯。

remove函數的用法：set.remove(item) ；item 為當前集合中的一個元素；無返回值，直接作用於原集合。

需要注意的是，item 為集合中的某一個元素，而不是索引。

範例如下：

test_set = set()
test_list = ['name', 'age', 'birthday']
test_set.update(test_list)
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> {'name', 'birthday', 'age'}


test_set.remove('age')
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> {'birthday', 'name'}


test_set_01 = set()
test_set.remove('test')
print(test_set_01)

# 執行結果如下：
# >>> KeyError: 'test'		'test'元素不存在則報錯。

clear 函數

clear 函數的功能：清空當前集合中所有的元素

clear 函數的用法：set.clear() ；無返回值，直接作用於原集合。

範例如下：

test_set = set()
test_list = ['name', 'age', 'birthday']
test_set.clear()

print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> set()

del 方法刪除集合

del 的功能：直接刪除（作用於集合，無法通過索引刪除）

範例如下：

test_set = set()
test_list = ['name', 'age', 'birthday']
test_set.update(test_list)
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> {'birthday', 'age', 'name'}

del test_set
print(test_set)

# 執行結果如下：
# >>> NameError: name 'test_set' is not defined.

關於集合的重要說明

集合無法通過索引獲取元素
集合無獲取元素的任何方法
集合只是用來處理列表或元組的一種臨時型別，它不適合儲存、傳輸資料

獲取兩個集合交、並、差集的函數

difference() 函數

什麼是差集：

a 和 b 兩個集合，由所屬於 a 且不屬於 b 的元素組成的集合叫做 a 集合與 b 集合的差集。

difference() 函數的功能：返回集合的差集，即返回的集合元素包含在第一個集合中，但不包含在第二個集合中。

difference() 函數的用法：a_set.difference(b_set) ；b_set 為當前集合需要比對的集合；返回值為原集合作用於對比集合的差集。(即 a_set 與 b_set 的差集)

範例如下：

names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack'}
names_set_02 = {'Jack', 'Adem', 'Albina'}
names_diff = names_set_01.difference(names_set_02)

print(names_diff)

# 執行結果如下：
# >>> {'Lily', 'Neo'}

intersection() 函數

什麼是交集？

a 和 b 兩個集合，分別擁有相同的元素集，稱之為 a 集合與 b 集合的交集。

intersection() 函數的功能：返回兩個或者更多個集合中都包含有的元素。（即交集）

intersection() 函數的用法：a_set.inersection(b_set...) ；b_set… 為當前集合需要比對的一個或者多個集合；返回值為原集合作用於對比集合的交集。

範例如下：

names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack', 'Adem'}
names_set_02 = {'Jack', 'Adem', 'Albina'}
names_set_03 = {'Apollo', 'Ben', 'Adem'}
names_inter = names_set_01.intersection(names_set_02, names_set_03)

print(names_inter)

# 執行結果如下：
# >>> {'Adem'}

union() 函數

什麼是並集？

a 和 b 兩個集合中所有的元素(去掉重複的)，即為 a 集合與 b 集合的並集。

union() 函數的功能：返回多個集合的並集，即包含了所有集合的元素(重複的元素，只出現一次)

union() 函數的用法：a_set.union(b_set...) ；b_set… 為當前集合需要比對的一個或者多個集合；返回值為原集合作用於對比集合的並集。

範例如下：

names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack', 'Adem'}
names_set_02 = {'Jack', 'Adem', 'Albina'}
names_set_03 = {'Apollo', 'Ben', 'Adem'}
names_union = names_set_01.union(names_set_02, names_set_03)

print(names_union)

# 執行結果如下：
# >>> {'Lily', 'Neo', 'Albina', 'Apollo', 'Jack', 'Ben', 'Adem'}

判斷兩個集合中是否存在相同的元素

isdisjoint() 函數

isdisjoint()函數的功能：判斷兩個集合是否包含相同的元素，如果沒有返回 True ，否則就返回 False

isdisjoint()函數的用法：a_set.isdisjoint(b_set) ；b_set 為與當前集合用來判斷的集合；返回值為布林值

範例如下：

names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack', 'Adem'}
names_set_02 = {'Jack', 'Adem', 'Albina'}
names_isdisjoint = names_set_01.isdisjoint(names_set_02)
print(names_isdisjoint)

# 執行結果如下：
# >>> False

names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack'}
names_set_02 = {'Ben', 'Adem', 'Albina'}
names_isdisjoint = names_set_01.isdisjoint(names_set_02)
print(names_isdisjoint)

# 執行結果如下：
# >>> True

拓展 - 集合的 ‘&、|、- 運運算元’

& 符可以計算兩個集合的交集，與集合的intersection()函數實現的功能一樣

| 符可以計算兩個集合的並集，與集合的union()函數實現的功能一樣

- 運運算元可以計算兩個集合的差集，與集合的difference()函數實現的功能一樣

程式碼範例如下：

# 交集
names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack', 'Adem'}
names_set_02 = {'Jack', 'Adem', 'Albina'}
names_set_03 = {'Apollo', 'Ben', 'Adem'}
names_inter = names_set_01.intersection(names_set_02, names_set_03)
names_inter_01 = names_set_01 & names_set_02 & names_set_03

print(names_inter)
print(names_inter_01)

# 執行結果如下：
# >>> {'Adem'}
# >>> {'Adem'}

# 差集
names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack'}
names_set_02 = {'Jack', 'Adem', 'Albina'}
names_diff = names_set_01.difference(names_set_02)
names_diff_01 = names_set_01 - names_set_02

print(names_diff)
print(names_diff_01)

# 執行結果如下：
# >>> {'Lily', 'Neo'}
# >>> {'Lily', 'Neo'}

# 並集
names_set_01 = {'Neo', 'Lily', 'Jack', 'Adem'}
names_set_02 = {'Jack', 'Adem', 'Albina'}
names_set_03 = {'Apollo', 'Ben', 'Adem'}
names_union = names_set_01.union(names_set_02, names_set_03)
names_union_1 = names_set_01 | names_set_02 | names_set_03

print(names_union)
print(names_union_1)

# 執行結果如下：
# >>> {'Adem', 'Albina', 'Neo', 'Jack', 'Lily', 'Ben', 'Apollo'}
# >>> {'Adem', 'Albina', 'Neo', 'Jack', 'Lily', 'Ben', 'Apollo'}

&、|、- 與 intersection()、union()、difference()函數的不同之處

集合運算時：

intersection()、union()、difference()函數的引數可以是集合，也可以是列表或字典、字串。

&、|、-運運算元左右兩邊必須是集合。

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