3.3 集合（Set）

集合（Set）是Python中的一个非常实用的数据结构，它是一个无序的、不重复的元素序列。集合用大括号 {} 表示，或者用 set() 函数创建一个空集合。集合的元素必须是不可变类型，例如整数、浮点数、字符串、元组等。

3.3.1 创建集合

创建集合的方法有两种：

1. 使用大括号 {} 包围元素，例如：

fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
print(fruit_set)  # 输出：{'apple', 'banana', 'cherry'}

2. 使用 set() 函数创建空集合或将其他序列转换为集合，例如：

empty_set = set()
print(empty_set)  # 输出：set()

number_list = [1, 2, 2, 3, 4, 5, 5, 6]
number_set = set(number_list)
print(number_set)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}

3.3.2 常用集合操作

• 添加元素：使用 add() 方法添加一个元素。

fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
fruit_set.add("orange")
print(fruit_set)  # 输出：{'apple', 'banana', 'cherry', 'orange'}

• 删除元素：使用 remove() 方法删除指定元素。如果元素不存在，会抛出 KeyError 异常。使用 discard() 方法删除指定元素，如果元素不存在，则不执行任何操作。

fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
fruit_set.remove("banana")
print(fruit_set)  # 输出：{'apple', 'cherry'}

fruit_set.discard("orange")
print(fruit_set)  # 输出：{'apple', 'cherry'}

• 清空集合：使用 clear() 方法清空集合。

fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
fruit_set.clear()
print(fruit_set)  # 输出：set()

• 判断元素是否在集合中：使用 in 关键字。

fruit_set = {"apple", "banana", "cherry"}
print("apple" in fruit_set)  # 输出：True
print("orange" in fruit_set)  # 输出：False

3.3.3 集合之间的关系

集合之间可以进行并集、交集、差集和对称差等操作。

• 并集（Union）：使用 | 运算符或 union() 方法。

A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A | B
print(C)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5}

D = A.union(B)
print(D)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5}

• 交集（Intersection）：使用 & 运算符或 intersection() 方法。

A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A & B
print(C)  # 输出：{3}

D = A.intersection(B)
print(D)  # 输出：{3}

• 差集（Difference）：使用 - 运算符或 difference() 方法。

A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A - B
print(C)  # 输出：{1, 2}

D = A.difference(B)
print(D)  # 输出：{1, 2}

• 对称差（Symmetric Difference）：使用 ^ 运算符或 symmetric_difference() 方法。

A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
C = A ^ B
print(C)  # 输出：{1, 2, 4, 5}

D = A.symmetric_difference(B)
print(D)  # 输出：{1, 2, 4, 5}

3.3.4 集合推导式

集合推导式是一种简洁的创建集合的方法，类似于列表推导式。集合推导式使用大括号 {} 包围，并在其中放置表达式和循环语句。例如，创建一个包含 1 到 10 的平方数的集合：

squares = {x**2 for x in range(1, 11)}
print(squares)  # 输出：{1, 64, 4, 36, 100, 9, 16, 49, 81, 25}

你可以在集合推导式中使用条件语句，例如，创建一个包含 1 到 10 中偶数平方数的集合：

even_squares = {x**2 for x in range(1, 11) if x % 2 == 0}
print(even_squares)  # 输出：{64, 4, 36, 100, 16}

现在你已经了解了 Python 集合的基本概念和操作。集合提供了一种方便的方法来存储不重复的元素，并在需要时执行集合操作。通过实践和学习更多实例，你将能够更熟练地运用 Python 集合解决问题。