【Python学习笔记】集合
- 概述
- 集合的一般操作
- 内建函数进行标准操作集合
- 数学运算符进行标准操作集合
- 集合的应用
概述
python的集合(set)是无序不重复元素集,是一种容器。集合(set)中的元素必须是不可变对象,即可用被哈希,这和字典的键是一样的,所以列表、字典等可变对象不可作为set的元素。集合不提供索引或切片操作,即对象不存在相关的键值。python中的集合分为两种:set是可变的集合,frozenset是不可变的集合。
集合的创建使用关键字set或frozenset, 参数可以是列表、字符串或元组等不可变对象。
- 可变集合set
>>> s1=set("abcdef")
>>> s2=set(['a','b','c','d','e'])
>>> s3=set(('a','b','c','d','e'))
>>> s1,s2,s3
(set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd', 'f']), set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd']), set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd']))
- 不可变集合frozenset
>>> fs1=frozenset([1,2,3])
>>> fs2=frozenset((1,2,3))
>>> fs3=frozenset("")
>>> fs1,fs2,fs3
(frozenset([1, 2, 3]), frozenset([1, 2, 3]), frozenset(['', '', '']))
集合的一般操作
1. 获取集合元素
s=set([1,2,3,4,5])
L = len(s) #L=5
2. 获取集合的副本s.copy()
s.copy()获取到的副本和使用s1=s方式获得的集合是不一样的。s1=s得到的s1和s指向的是同一个集合,Python并没有为s1新开辟一块内存并把s拷贝过去,s1和s指向的是同一块内存。而s.copy()方式会在内存中新建一个set并把s的值拷贝过去。
>>> s=set([1,2,3])
>>> s1=s
>>> s2=s.copy()
>>> id(s),id(s1),id(s2)
(40826920L, 40826920L, 40825800L)
从上面的例子中我们可以看到,s和s1的id是相同的,表明它们指向同一块内存,而s2的id则和它们不同.
3.增加元素s.add(item)
>>> s = set([1,2,3])
>>> s.add(4)
>>> s
set([1, 2, 3, 4])
4.随机删除元素s.pop()
s.pop()返回任意的集合元素,并将其从s中删除
set([1, 2, 3, 4])
>>> s = set([1,2,3])
>>> s.pop()
1
>>> s
set([2, 3])
5.删除指定元素 s.remove(item)和s.discard(item)
s.remove(item)从s中删除item,如果item不是s的成员,则引发KeyError异常。
>>> s = set([1,2,3])
>>> s.remove(2)
>>> s
set([1, 3])
>>> s.remove(4)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 4
s.discard(item)删除item,如果s中不存在item,则没有效果,不会引发异常.
>>> s = set([1,2,3])
>>> s.discard(2)
>>> s
set([1, 3])
>>> s.discard(4)
>>> s
set([1, 3])
6.删除所有元素s.clear()
>>> s = set([1,2,3])
>>> s.clear()
7.更新集合s.update(t)
s.update(t)将t中的所有项添加到s中,t可以是另外一个集合、序列或支持迭代的任意对象,t也可以是字典,如果是字典的话则只是将字典的键加入到集合s中。
>>> s = set([1,2,3])
>>> t = set([4,5,6]) #t是集合
>>> s.update(t)
>>> s
set([1, 2, 3, 4, 5, 6])
#t是元组
>>> s.update((7,8,9))
>>> s
set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]) #t是列表
>>> s.update([10,11,12])
>>> s
set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12]) #t是字典
>>> s.update({"a":13,"b":14})
>>> s
set([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 'a', 'b'])
8. 判断集合中是否存在某元素,in , not in
>>> s = set([1,2,3,4])
>>> 1 in s
True
>>> 1 not in s
False
使用内建函数操作集合
集合的标准操作包括集合的交集、并集、差集和对称差操作,下面举例解释下。
假设s=[1,2,3,4],t=[3,4,5,6]
交集:既在s又在t中的元素, 操作结果为[3,4].
并集: s中或t中的元素,操作结果为[1,2,3,4,5,6].
差集: 只在s中的元素,操作结果为[1,2].
对称差:s中或t中的元素,但是不同在这两个集合中的元素.
子集:如果s的元素在t中都有,则s是t的子集.
超集: 如果s包含t中的所有元素,则s是t的超集合.
Python的集合操作的结果与最左边的操作数具有相同的类型,所以如果s是一个frozennet,而t是一个set,则结果将是frozennet。Python的集合操作可以使用集合的内建函数,也可以使用数学操作符。
由于Python的集合分为可变集合set和不可变集合frozenset两种,所以Python集合的内建函数的集合标准操作也分为两种。一种是set和frozenset都支持的,直接返回操作结果。另一种是仅set支持的操作,可以更改当前集合。
1. 不改变集合的标准操作
- s.intersection(t):交集.
- s.union(t):并集.
- s.difference(t):差集.
- s.symmetric_difference(t):对称差.
- s.issubset(t):如果s是t的子集,返回True.
- s.issuperset(t):如果s是t的超集,返回True.
- d.isdisjoint(t):如果s和t没有共同项,则返回True
>>> s = set([1,2,3,4]);t = set([3,4,5,6]) #交集
>>> s.intersection(t)
set([3, 4]) #并集
>>> s.union(t)
set([1, 2, 3, 4, 5, 6]) #差集
>>> s.difference(t)
set([1, 2]) #对称差
>>> s.symmetric_difference(t)
set([1, 2, 5, 6]) #判断子集
>>> set([1,2]).issubset(s)
True #判断超集
>>> s.issuperset(set([1,2]))
True #判断有没有共同项
>>> s.isdisjoint(t)
False
2. 改变集合的操作:
- s.intersection_update(t):交集
- s.difference_update(t):差集
- s.symmetric_difference_update(t):对称差
这三个函数会将操作的结果写入到集合s中。
>>> s = set([1,2,3,4]);t = set([3,4,5,6]) #交集
>>> s.intersection_update(t)
>>> s
set([3, 4]) #差集
>>> s.difference_update(t)
>>> s
set([1, 2]) #对称差
>>> s = set([1,2,3,4]);t = set([3,4,5,6])
>>> s.symmetric_difference_update(t)
>>> s
set([1, 2, 5, 6])
数学运算符进行标准操作集合
支持的数学运算符操作如下:
s | t : 并集
s & t : 交集
s - t: 差集
s ^ t: 对称差
s < t: 如果s是t的子集返回True,否则False.
s > t: 如果s是t的超集返回True,否则返回False.
s == t: s和t相等返回True,否则False.
>>> s = set([1,2,3,4]); t = set([3,4,5,6])
>>> s & t
set([3, 4])
>>> s | t
set([1, 2, 3, 4, 5, 6])
>>> s - t
set([1, 2])
>>> s ^ t
set([1, 2, 5, 6])
>>> set([1,2]) < s
True
>>> t > set([3,4,5])
True
>>> s == t
False
- 可变集合类型的方法和操作
集合操作符
集合的内建函数
集合的应用
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