30 天 Python：第 7 天 - 集合

Twitter Follow 作者： Asabeneh Yetayeh
第二版：2021 年 7 月
[<< 第 6 天](./06_tuples.md) | [第 8 天 >>](./08_dictionaries.md) ![30DaysOfPython](../images/30DaysOfPython_banner3@2x.png) - [📘 第 7 天](#-第-7-天) - [集合](#集合) - [创建集合](#创建集合) - [获取集合长度](#获取集合长度) - [访问集合中的项目](#访问集合中的项目) - [检查项目](#检查项目) - [向集合中添加项目](#向集合中添加项目) - [从集合中移除项目](#从集合中移除项目) - [清空集合中的项目](#清空集合中的项目) - [删除集合](#删除集合) - [将列表转换为集合](#将列表转换为集合) - [合并集合](#合并集合) - [查找交集项目](#查找交集项目) - [检查子集和超集](#检查子集和超集) - [检查两个集合之间的差异](#检查两个集合之间的差异) - [查找两个集合之间的对称差异](#查找两个集合之间的对称差异) - [合并集合](#合并集合-1) - [💻 练习：第 7 天](#-练习-第-7-天) - [练习：等级 1](#练习-等级-1) - [练习：等级 2](#练习-等级-2) - [练习：等级 3](#练习-等级-3) # 📘 第 7 天 ## 集合 集合是项目的集合。让我带你回到小学或高中的数学课。集合的数学定义也适用于 Python。集合是无序且未索引的不同元素的集合。在 Python 中，集合用于存储唯一项目，可以在集合之间找到 _并集_、_交集_、_差集_、_对称差集_、_子集_、_超集_ 和 _不相交集_。 ### 创建集合 我们使用 _set()_ 内置函数。 - 创建空集合 ```py # 语法 st = set() ``` - 创建一个包含初始项目的集合 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} ``` **示例：** ```py # 语法 fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} ``` ### 获取设置的长度 我们使用**len()**方法来查找集合的长度。 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} len(st) ``` **示例：** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} len(fruits) ``` ### 访问集合中的项目 我们使用循环来访问项目。我们将在循环部分看到这一点。 ### 检查项目 要检查列表中是否存在某个项目，我们使用 _in_ 成员运算符。 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} print("Does set st contain item3? ", 'item3' in st) # Does set st contain item3? True ``` **示例：** ```py fruits = {'香蕉', '橙色', '芒果', '柠檬'} print('芒果' in fruits ) # True ``` ### 向集合中添加元素 一旦集合创建后，我们不能改变其中的任何元素，但可以添加其他的元素。 - 使用 _add()_ 方法添加单个元素 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st.add('item5') ``` **示例:** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} fruits.add('lime') ``` - 使用 _update()_ 方法添加多个元素 _update()_ 方法允许向集合中添加多个元素。_update()_ 接收一个列表作为参数。 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st.update(['item5','item6','item7']) ``` **示例:** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} vegetables = ('tomato', 'potato', 'cabbage','onion', 'carrot') fruits.update(vegetables) ``` ### 从集合中移除元素 我们可以使用 _remove()_ 方法从集合中移除一个元素。如果找不到该元素，_remove()_ 方法会抛出错误，因此最好先检查该元素是否存在于集合中。_discard()_ 方法则不会抛出任何错误。 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st.remove('item2') ``` _pop()_ 方法从集合中移除一个随机元素并返回该被移除的元素。 **示例:** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} fruits.pop() # 从集合中移除一个随机元素 ``` 如果我们对被移除的元素感兴趣。 ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} removed_item = fruits.pop() ``` ### 清空集合中的项目 如果我们想要清空或清除集合中的所有项目，可以使用 _clear_ 方法。 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st.clear() ``` **示例:** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} fruits.clear() print(fruits) # set() ``` ### 删除一个集合 如果我们想要删除整个集合，可以使用 _del_ 操作符。 ```py # 语法 st = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} del st ``` **示例:** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} del fruits ``` ### 将列表转换为集合 我们可以将列表转换为集合，也可以将集合转换为列表。将列表转换为集合会去除重复项，只保留唯一项。 ```py # 语法 lst = ['item1', 'item2', 'item3', 'item4', 'item1'] st = set(lst) # {'item2', 'item4', 'item1', 'item3'} - 顺序是随机的，因为集合在一般情况下是无序的 ``` **示例:** ```py fruits = ['banana', 'orange', 'mango', 'lemon','orange', 'banana'] fruits = set(fruits) # {'mango', 'lemon', 'banana', 'orange'} ``` ### 合并集合 我们可以使用 _union()_ 或 _update()_ 方法来合并两个集合。 - Union 这个方法返回一个新集合 ```py # 语法 st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st2 = {'item5', 'item6', 'item7', 'item8'} st3 = st1.union(st2) ``` **示例:** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} vegetables = {'tomato', 'potato', 'cabbage','onion', 'carrot'} print(fruits.union(vegetables)) # {'lemon', 'carrot', 'tomato', 'banana', 'mango', 'orange', 'cabbage', 'potato', 'onion'} ``` - Update 这个方法将一个集合插入到给定的集合中 ```py # 语法 st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st2 = {'item5', 'item6', 'item7', 'item8'} st1.update(st2) # st2 的内容被添加到 st1 中 ``` **示例:** ```py fruits = {'banana', 'orange', 'mango', 'lemon'} vegetables = {'tomato', 'potato', 'cabbage','onion', 'carrot'} fruits.update(vegetables) print(fruits) # {'lemon', 'carrot', 'tomato', 'banana', 'mango', 'orange', 'cabbage', 'potato', 'onion'} ``` ### 查找交集项 交集返回两个集合中都存在的项的集合。请参见示例 ```py # 语法 st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st2 = {'item3', 'item2'} st1.intersection(st2) # {'item3', 'item2'} ``` **示例：** ```py whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} even_numbers = {0, 2, 4, 6, 8, 10} whole_numbers.intersection(even_numbers) # {0, 2, 4, 6, 8, 10} python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n'} dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o', 'n'} python.intersection(dragon) # {'o', 'n'} ``` ### 检查子集和超集 一个集合可以是另一个集合的子集或超集： - 子集: _issubset()_ - 超集: _issuperset_ ```py # 语法 st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st2 = {'item2', 'item3'} st2.issubset(st1) # True st1.issuperset(st2) # True ``` **示例：** ```py whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} even_numbers = {0, 2, 4, 6, 8, 10} whole_numbers.issubset(even_numbers) # 错误，因为它是超集 whole_numbers.issuperset(even_numbers) # 正确 python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n'} dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o', 'n'} python.issubset(dragon) # 错误 ``` ### 检查两个集合之间的差异 它返回两个集合之间的差异。 ```py # 语法 st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st2 = {'item2', 'item3'} st2.difference(st1) # set() st1.difference(st2) # {'item1', 'item4'} => st1\st2 ``` **示例：** ```py whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} even_numbers = {0, 2, 4, 6, 8, 10} whole_numbers.difference(even_numbers) # {1, 3, 5, 7, 9} python = {'p', 'y', 't', 'o', 'n'} dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o', 'n'} python.difference(dragon) # {'p', 'y', 't'} - 结果是无序的（集合的特性） dragon.difference(python) # {'d', 'r', 'a', 'g'} ``` ### 查找两个集合之间的对称差异 它返回两个集合之间的对称差异。它意味着它返回一个包含两个集合中所有项的集合，除了同时出现在两个集合中的项，数学上：(A\B) ∪ (B\A) ```py # 语法 st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st2 = {'item2', 'item3'} # 意思是 (A\B)∪(B\A) st2.symmetric_difference(st1) # {'item1', 'item4'} ``` **示例：** ```py whole_numbers = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} some_numbers = {1, 2, 3, 4, 5} whole_numbers.symmetric_difference(some_numbers) # {0, 6, 7, 8, 9, 10} python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n'} dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o', 'n'} python.symmetric_difference(dragon) # {'r', 't', 'p', 'y', 'g', 'a', 'd', 'h'} ``` ### 合并集合 如果两个集合没有共同的项或项，我们称它们为不相交集合。我们可以使用 _isdisjoint()_ 方法来检查两个集合是否相交。 ```py # 语法 st1 = {'item1', 'item2', 'item3', 'item4'} st2 = {'item2', 'item3'} st2.isdisjoint(st1) # 错误 ``` **示例：** ```py even_numbers = {0, 2, 4, 6, 8} odd_numbers = {1, 3, 5, 7, 9} even_numbers.isdisjoint(odd_numbers) # 正确，因为没有共同项 python = {'p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n'} dragon = {'d', 'r', 'a', 'g', 'o', 'n'} python.isdisjoint(dragon) # 错误，有共同项 {'o', 'n'} ``` 🌕 你是一颗冉冉升起的明星。你刚刚完成了第 7 天的挑战，你在通往伟大的道路上前进了 7 步。现在为你的大脑和肌肉做一些练习。 ## 💻 练习：第 7 天 ```py # 集合 it_companies = {'Facebook', 'Google', 'Microsoft', 'Apple', 'IBM', 'Oracle', 'Amazon'} A = {19, 22, 24, 20, 25, 26} B = {19, 22, 20, 25, 26, 24, 28, 27} age = [22, 19, 24, 25, 26, 24, 25, 24] ``` ### 练习：第 1 级 1. 找到集合 it_companies 的长度 2. 向 it_companies 添加'Twitter' 3. 一次性向集合 it_companies 插入多个 IT 公司 4. 从集合 it_companies 中移除一家公司 5. 移除和丢弃之间有什么区别 ### 练习：第 2 级 1. 合并 A 和 B 1. 找到 A 和 B 的交集 1. A 是 B 的子集吗 1. A 和 B 是不相交集合吗 1. 将 A 与 B 合并，反之亦然 1. A 和 B 之间的对称差异是什么 1. 完全删除集合 ### 练习：第 3 级 1. 将年龄转换为集合并比较列表和集合的长度，哪一个更大？ 1. 解释以下数据类型之间的区别：字符串、列表、元组和集合 1. _我是一个老师，我喜欢激励和教导人们。_ 这句句子中用了多少独特的单词？使用 split 方法和集合来获取独特的单词。 🎉 恭喜！ 🎉 [<< 第 6 天](./06_tuples.md) | [第 8 天 >>](./08_dictionaries.md)