学Python数据科学，玩游戏、学日语、搞编程一条龙。
整套学习自学教程中应用的数据都是《三國志》、《真·三國無雙》系列游戏中的内容。
数学中对集合的严格定义可能是抽象的且难以掌握。但实际上可以将集合简单地认为是定义明确的不同对象的集合，通常称为元素或成员。
Python 提供了一个内置的集合类型来将对象分组到一个集合中。集合类型（set type）是处理集合的数据类型。
集合类型的特点是它是一种与列表类型非常相似的数据类型，但它不能存储重复值，它没有下标和键等概念，并且是唯一元素，并且元素是可维护的。
利用这个特性，集合类型可以进行集合、交集、差等集合操作，适合管理类型。
定义一个集合
集合是无序的，并且元素是唯一的，集合本身可以修改，但集合中包含的元素必须是不可变类型。
构建集合的方式
# 构建的set数据会自动进行去重
x = set(<iter>)
list方式
x = set(['曹操', '孫権', '劉備', '曹操', '司馬懿'])
x
{
'司馬懿', '曹操', '孫権', '劉備'}
tuple方式
x = set(('曹操', '孫権', '劉備', '曹操', '司馬懿'))
x
{
'司馬懿', '曹操', '孫権', '劉備'}
字符串方式
s = '董卓'
list(s)
['q', 'u', 'u', 'x']
set(s)
{
'x', 'u', 'q'}
集合set自动排序且元素不可变
x = {
42, '曹操', (1, 2, 3), 3.14159}
x
{
42, '曹操', 3.14159, (1, 2, 3)}
list和dict不能被set
a = [1, 2, 3]
{
a}
Traceback (most recent call last):
File "F:/PythonWorkProject/test.py", line 197, in <module>
{
a}
TypeError: unhashable type: 'list'
d = {
'a': 1, 'b': 2}
{
d}
Traceback (most recent call last):
File "F:/PythonWorkProject/test.py", line 197, in <module>
{
d}
TypeError: unhashable type: 'dict'
集合的大小和成员资格
方法 len() 、in 、 not in 的应用。
x = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
len(x)
3
'孫権' in x
True
'司馬懿' in x
False
集合的9种操作
计算集合并集
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
x1.union(x2[, x3 …])
x1.union(x2)
{
'劉備', '董卓', '司馬懿', '孫権', '曹操'}
x1 | x2 [| x3 …]
x1 | x2
{
'劉備', '董卓', '司馬懿', '孫権', '曹操'}
多集合合并操作
a = {
1, 2, 3, 4}
b = {
2, 3, 4, 5}
c = {
3, 4, 5, 6}
d = {
4, 5, 6, 7}
a.union(b, c, d)
{
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
a | b | c | d
{
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
计算集合交集
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
x1.intersection(x2[, x3 …])
x1.intersection(x2)
{
'劉備'}
x1 & x2 [& x3 …]
x1 & x2
{
'劉備'}
多集合交集操作
a = {
1, 2, 3, 4}
b = {
2, 3, 4, 5}
c = {
3, 4, 5, 6}
d = {
4, 5, 6, 7}
a.intersection(b, c, d)
{
4}
a & b & c & d
{
4}
计算集合之间差异
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
x1.difference(x2[, x3 …])
x1.difference(x2)
{
'曹操', '孫権'}
x2.difference(x1)
{
'董卓', '司馬懿'}
x1 - x2 [- x3 …]
x1 - x2
{
'曹操', '孫権'}
x2 - x1
{
'董卓', '司馬懿'}
更多的集合差异操作
a = {
1, 2, 3, 30, 300}
b = {
10, 20, 30, 40}
c = {
100, 200, 300, 400}
a.difference(b, c)
{
1, 2, 3}
a - b - c
{
1, 2, 3}
计算集合间对称差
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
x1.symmetric_difference(x2)
x1.symmetric_difference(x2)
{
'曹操', '司馬懿', '董卓', '孫権'}
x1 ^ x2 [^ x3 …]
x1 ^ x2
{
'曹操', '司馬懿', '董卓', '孫権'}
更多的集合对称差操作
a = {
1, 2, 3, 4, 5}
b = {
10, 2, 3, 4, 50}
c = {
1, 50, 100}
a ^ b ^ c
{
100, 5, 10}
判断两个集合是否包含相同的元素
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
x1.isdisjoint(x2)，包含返回 False，不包含返回 True（x1 & x2是空集）。
x1.isdisjoint(x2)
False
x2 - {
'劉備'}
{
'董卓', '司馬懿'}
x1.isdisjoint(x2 - {
'劉備'})
True
x1 = {
1, 3, 5}
x2 = {
2, 4, 6}
x1.isdisjoint(x2)
True
x1 & x2
set()
判断一个集合是否是另一个集合的子集
x1.issubset(x2)，是则返回 True，否则返回 False，即x1 <= x2。一个集合被认为是它自身的一个子集。
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x1.issubset({
'曹操', '孫権', '劉備', '司馬懿', '董卓'})
True
x2 = {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
x1 <= x2
False
x = {
1, 2, 3, 4, 5}
x.issubset(x)
True
x <= x
True
判断一个集合是否是另一个集合的真子集
# x1 < x2
x1 = {
'曹操', '孫権'}
x2 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x1 < x2
True
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x1 < x2
False
# 子集与真子集的判断
x = {
1, 2, 3, 4, 5}
x <= x
True
x < x
False
判断一个集合是否是另一个集合的超集
x1.issuperset(x2)，是返回 True，否则返回 False。集合被认为是本身的一个子集，默认为自身超集。
# x1 >= x2
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x1.issuperset({
'曹操', '孫権'})
True
x2 = {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
x1 >= x2
False
x = {
1, 2, 3, 4, 5}
x.issuperset(x)
True
x >= x
True
判断一个集合是否是另一个集合的正确超集
# x1 > x2
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'曹操', '孫権'}
x1 > x2
True
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x1 > x2
False
# 集合不是其自身的正确超集
x = {
1, 2, 3, 4, 5}
x > x
False
集合的9种修改
集合本身可以修改，不会收到集合中包含元素的限制。
update计算并集
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'曹操', '劉備', '司馬懿'}
x1.update(x2[, x3 …])
x1.update(['司馬懿', '董卓'])
x1
{
'劉備', '孫権', '司馬懿', '曹操', '董卓'}
x1 |= x2 [| x3 …]
x1 |= x2
x1
{
'孫権', '曹操', '司馬懿', '劉備'}
intersection_update 计算交集
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'曹操', '劉備', '司馬懿'}
x1.intersection_update(x2[, x3 …])
x1.intersection_update(['劉備', '司馬懿'])
x1
{
'劉備'}
x1 &= x2 [& x3 …]
x1 &= x2
x1
{
'曹操', '劉備'}
difference_update 按差异修改集合
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'曹操', '劉備', '司馬懿'}
x1 -= x2
x1
{
'孫権'}
x1.difference_update(['曹操', '孫権', '司馬懿'])
x1
set()
symmetric_difference_update 按对称差修改集合
x1 = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x2 = {
'曹操', '劉備', '司馬懿'}
x1.symmetric_difference_update(x2)
x1.symmetric_difference_update(['司馬懿', '董卓'])
x1
{
'孫権', '董卓'}
x1 ^= x2
x1 ^= x2
x1
{
'孫権', '司馬懿'}
add 元素添加到集合
x = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x.add('司馬懿')
x
{
'孫権', '劉備', '曹操', '司馬懿'}
remove 集合中移除一个元素
x = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x.remove('劉備')
x
{
'孫権', '曹操'}
# 如果元素步存在则引发异常
x.remove('司馬懿')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: '司馬懿'
discard 集合中移除一个元素
x = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x.discard('劉備')
x
{
'孫権', '曹操'}
x.discard('司馬懿')
x
{
'孫権', '曹操'}
pop 集合中随机移除一个元素
x = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x.pop()
'孫権'
x
{
'劉備', '曹操'}
x.pop()
'劉備'
x
{
'曹操'}
x.pop()
'曹操'
x
set()
x.pop()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 'pop from an empty set'
clear 清空集合
x = {
'曹操', '孫権', '劉備'}
x
{
'曹操', '孫権', '劉備'}
x.clear()
x
set()
被冻结集合
freezeset 为 Python的内置类型，不可变、不可操作。
x = frozenset(['曹操', '孫権', '劉備'])
x
frozenset({
'曹操', '劉備', '孫権'})
len(x)
3
x & {
'劉備', '司馬懿', '董卓'}
frozenset({
'劉備'})
尝试修改 freezeset 的方法会失败
x = frozenset(['曹操', '孫権', '劉備'])
x.add('司馬懿')
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'
x.pop()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'pop'
x.clear()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'clear'