Python基础：集合类型

在 Python 中，集合（set）类型是指把多个元素组成一个整体，通过一系列操作来对其中的元素进行处理的特殊数据类型。集合是一种无序的集合类型，其中包含了唯一的元素。集合使用大括号 {} 进行声明，并使用逗号分隔每个元素。

1 创建集合

在Python中创建集合非常简单，只需要将元素放在一对大括号 {} 中即可。下面是一个创建集合的示例代码：

# 创建集合
my_set =  {1, 2, 3, "hello", (4, 5, 6), frozenset({7, 8, 9})}
print(my_set)

输出结果：

{1, 2, 3, 'hello', (4, 5, 6), frozenset({8, 9, 7})}

上述代码将创建一个包含五个元素的集合对象，并使用 print() 函数将其打印到控制台。

注意，集合中不能包含可变对象（如列表），但可以包含不可变对象（如元组、字符串等）。同时，Python 还提供了不可变集合类型 frozenset。

2 访问集合

由于集合是无序的，因此不能像列表或元组那样按照索引进行访问。可以使用 in 关键字来判断元素是否存在于集合中，例如：

# 判断元素是否存在于集合中
if 3 in my_set:
    print('元素 3 存在于集合中')

输出结果：

元素 3 存在于集合中

此外，还可以使用 for 循环遍历集合中的所有元素，例如：

# 遍历集合
for item in my_set:
    print(item)

输出结果：

1
2
3
hello
(4, 5, 6)
frozenset({8, 9, 7})

上述代码将依次输出集合中的每个元素。

3 集合的常见操作

1) 添加元素

可以使用 add() 方法向集合中添加新元素，例如：

# 添加元素
my_set.add(10)
print(my_set)

输出结果：

{1, 2, 3, 10, 'hello', (4, 5, 6), frozenset({8, 9, 7})}

上述代码将向集合中添加一个新元素 6。

2) 删除元素

可以使用 remove() 或 discard() 方法从集合中删除指定的元素，例如：

# 删除元素
my_set.remove(2)     # 删除元素 2
my_set.discard((4, 5, 6))    # 删除元素 (4, 5, 6)
print(my_set)

输出结果：

{1, 3, 10, 'hello', frozenset({8, 9, 7})}

上述代码将分别从集合中删除元素 2 和  (4, 5, 6)。

注意：如果要删除的元素在集合中不存在，remove() 方法将引发 KeyError 异常，而 discard() 方法不会抛出异常。

3) 集合的运算

Python中的集合类型支持以下运算：

• 并集运算：使用 | 运算符或 union() 方法

• 交集运算：使用 & 运算符或 intersection() 方法

• 差集运算：使用 - 运算符或 difference() 方法

• 对称差集运算：使用 ^ 运算符或 symmetric_difference() 方法

例如：

# 集合的运算
set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}

# 并集运算
print(set1 | set2)      # {1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(set1.union(set2)) # {1, 2, 3, 4, 5, 6}

# 交集运算
print(set1 & set2)             # {3, 4}
print(set1.intersection(set2)) # {3, 4}

# 差集运算
print(set1 - set2)                 # {1, 2}
print(set1.difference(set2))       # {1, 2}
print(set2 - set1)                 # {5, 6}
print(set2.difference(set1))       # {5, 6}

# 对称差集运算
print(set1 ^ set2)                          # {1, 2, 5, 6}
print(set1.symmetric_difference(set2))      # {1, 2, 5, 6}

输出结果：

{1, 2, 3, 4, 5, 6}
{1, 2, 3, 4, 5, 6}
{3, 4}
{3, 4}
{1, 2}
{1, 2}
{5, 6}
{5, 6}
{1, 2, 5, 6}
{1, 2, 5, 6}

上述代码将分别计算两个集合的并集、交集、差集和对称差集，并打印到控制台。

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