06.集合

集合

01.set是可变的，无序的，不重复的元素的集合。

• 集合的基本概念：
  • 全集，所有元素的集合；例如实数集，所有实数组成的集合就是全集。
  • 子集（subset）和超集（superset），一个集合a的所有元素都在另一个集合b中，a是b的子集，b是a的超集。
  • 真子集和真超集，a是b的子集，且a不等于b；a是b的真子集，b是a的真超集。
  • 并集，多个集合合并的结果。
  • 交集，多个集合的公共部分。
  • 差集，集合中除去和其他集合公共的部分。
• 集合的定义方法：
  • 使用花括号定义，比如：new_set = {"node01", "node02"}。
    • 使用空的花括号会定义一个字典，而非集合。
  • 使用set()函数定义，比如：new_set = set(range(10))。
    • set()函数仅可接受一个参数，该参数为一个可迭代对象。
    • set()函数可定义一个空集合（唯一定义空集合的方法）。
• 集合操作的原理：
  • 将集合中的每一个元素进行hash运算，将对应的值作为引用的标记。
    • 列表，集合和字典无法作为集合的元素。
• 集合的特性包括：
  • 集合的元素要求必须可以hash。
  • 集合的元素不可以索引。
  • 集合可以迭代。

02.set的内置方法：

• 添加元素：
  • add()，为集合添加一个元素，比如：

    new_set = {14, 'guti',(7, 'raul')}
    new_set.add('carlos')
    print(new_set)

  • update()，合并其他元素到集合中来，参数比如是可迭代的对象，比如：

    new_set = {1, 2, 3, 4, 5}
    new_set.update(range(2, 7))
    print(new_set)

    • update()会遍历可迭代对象中的元素，再分别将元素add()到当前的集合中。
• 删除元素：
  • remove(value)，从集合中移除一个元素；若元素不存在，则抛出KeyError。
  • discard(value)，从集合中移除一个元素；如元素不存在，什么都不返回。
  • pop()，移除并返回任意的元素；如是空集合，则返回KeyError，比如：

    new_set = {'guti', 'raul', 'carlos'}
    result = new_set.pop()
    print(result)

  • clear()，删除所有的元素。
• 修改元素：
  • 集合不能修改元素；要么删除，要么加入新的元素。
• 查询元素：
  • 非线性结构，无法索引；可以迭代所有元素。
  • 使用in或者not in查询元素是否在集合中较高，推荐使用。
    • 线性结构（比如列表）的查询事件复杂度是O(n)，即随着数据规模的增大而增加耗时。
    • 集合，字典等结构，内部使用hash值作为key，时间复杂度为O(1)，即查询时间和数据规模无关。

03.set的运算：

• 并集，将集合a和集合b的所有元素合并到一起，组成的集合称为集合a与集合b的并集。
  • union()，用于返回多个集合合并后的新集合，也可以使用运算符”|”重载，比如：

    set_a = {'guti', 'raul', 'carlos'}
    set_b = {'guti', 'figo', 'salgado'}
    print(set_a.union(set_b))dddd
    print(set_a | set_b)

• 交集，集合a和b，由所有属于a且属于b的元素组成的集合。
  • intersection()，用于返回多个集合的交集，也可以使用运算符”&”重载，比如：

    set_a = {'guti', 'raul', 'carlos'}
    set_b = {'guti', 'figo', 'salgado'}
    print(set_a.intersection(set_b))
    print(set_a & set_b)

• 差集，集合a和集合b，由所有属于a且不属于b的元素组成的集合。
  • difference()，用于返回多个集合的差集，也可以使用运算符”-“重载，比如：

    set_a = {'guti', 'raul', 'carlos'}
    set_b = {'guti', 'figo', 'salgado'}
    print(set_a.difference(set_b))
    print(set_a - set_b)

• 对称差集，集合a和集合b，由所有不属于a和b的交集元素组成的集合，记做(a-b) U (b-a)。
  • symmetric_differece()，用于返回多个集合的对称差集，也可以使用运算符”^”重载，比如：

    set_a = {'guti', 'raul', 'carlos'}
    set_b = {'guti', 'figo', 'salgado'}
    print(set_a.symmetric_difference(set_b))
    print(set_a ^ set_b)

04.set的逻辑运算：

• a <= b，判断集合a是否是集合b的子集。
• a < b，判断集合a是否是集合b的真子集，比如：

set_a = {'guti'}
set_b = {'guti', 'figo', 'salgado'}
print(set_a < set_b)

• a >= b，判断集合a是否是集合b的超集。
• a > b，判断集合a是否是集合b的真超集。
• a.isdisjoint(b)，判断集合a与集合b是否有交集，比如：

set_a = {'guti', 'carlos'}
set_b = {'guti', 'figo', 'salgado'}
print(set_a.isdisjoint(set_b))

• 如没有交集，返回true，反之返回false。

集合解析式

01.集合解析式：

• 集合解析式指使用特定语句返回一个新的集合，其格式为：

{返回值 for 元素 in 可迭代对象 if 条件}

• 集合解析式的示例：

result = {(x,x+1) for x in range(10)}
print(result)