Python中集合(set)常见操作的完整教学

 更新时间:2026年06月01日 09:22:22   作者:py小王子  
通常我们对集合的定义是把一定范围的、确定的、可以区别的事物当作一个整体来看待,集合中的各个事物通常称为集合的元素,下面小编就和大家详细总结一下Python中集合的常见操作吧

对于集合的学习,我整理了网上的一些资料,希望可以帮助到各位!!!

通常我们对集合的定义是“把一定范围的、确定的、可以区别的事物当作一个整体来看待”,集合中的各个事物通常称为集合的元素。集合应该满足以下特性:

  1. 无序性:一个集合中,每个元素的地位都是相同的,元素之间是无序的。
  2. 互异性:一个集合中,任何两个元素都是不相同的,即元素在集合中只能出现一次。
  3. 确定性:给定一个集合和一个任意元素,该元素要么属这个集合,要么不属于这个集合,二者必居其一,不允许有模棱两可的情况出现。

注意:集合的成员运算在性能上要优于列表的成员运算,这是集合的底层存储特性(哈希存储)决定的

创建集合

在Python中,创建集合可以使用{}字面量语法,{}中需要至少有一个元素,因为没有元素的`{}`并不是空集合而是一个空字典。

使用内置函数set来创建一个集合,准确的说set并不是一个函数,而是创建集合对象的构造器。

要创建空集合可以使用set(),也可以将其他序列转换成集合

例如:set('hello')会得到一个包含了4个字符的集合(重复的l会被去掉)。

除了这两种方式,我们还可以使用生成式语法来创建集合,就像我们之前用生成式创建列表那样。要知道集合中有多少个元素,还是使用内置函数len;使用for循环可以实现对集合元素的遍历。

# 创建集合的字面量语法(重复元素不会出现在集合中)
set1 = {1, 2, 3, 3, 3, 2}
print(set1)         # {1, 2, 3}
print(len(set1))    # 3

# 创建集合的构造器语法
set2 = set('hello')
print(set2)         # {'h', 'l', 'o', 'e'}

# 将列表转换成集合(可以去掉列表中的重复元素)
set3 = set([1, 2, 3, 3, 2, 1])
print(set3)         # {1, 2, 3}

# 创建集合的生成式语法(将列表生成式的[]换成{})
set4 = {num for num in range(1, 20) if num % 3 == 0 or num % 5 == 0}
print(set4)         # {3, 5, 6, 9, 10, 12, 15, 18}

# 集合元素的循环遍历
for elem in set4:
    print(elem)

需要提醒大家,集合中的元素必须是hashable类型。所谓hashable类型指的是能够计算出哈希码的数据类型,可以暂时将哈希码理解为和变量对应的唯一的ID值。

通常不可变类型都是hashable类型,如整数、浮点、字符串、元组等,

而可变类型都不是hashable类型,因为可变类型无法确定唯一的ID值,所以也就不能放到集合中。集合本身也是可变类型,所以集合不能够作为集合中的元素,这一点在使用集合的时候一定要注意。

集合的运算

Python为集合类型提供了非常丰富的运算符,主要包括:成员运算、交集运算、并集运算、差集运算、比较运算(相等性、子集、超集)等。

成员运算(in、not in)

set1 = {11, 12, 13, 14, 15}
print(10 in set1)        # False 
print(15 in set1)        # True
set2 = {'Python', 'Java', 'Go', 'Swift'}
print('Ruby' in set2)    # False
print('Java' in set2)    # True

交并差运算(&、|、-、^)

set1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
set2 = {2, 4, 6, 8, 10}

# 交集
# 方法一: 使用 & 运算符
print(set1 & set2)                # {2, 4, 6}
# 方法二: 使用intersection方法
print(set1.intersection(set2))    # {2, 4, 6}

# 并集
# 方法一: 使用 | 运算符
print(set1 | set2)         # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10}
# 方法二: 使用union方法
print(set1.union(set2))    # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10}

# 差集
# 方法一: 使用 - 运算符
print(set1 - set2)              # {1, 3, 5, 7}
# 方法二: 使用difference方法
print(set1.difference(set2))    # {1, 3, 5, 7}

# 对称差
# 方法一: 使用 ^ 运算符
print(set1 ^ set2)                        # {1, 3, 5, 7, 8, 10}
# 方法二: 使用symmetric_difference方法
print(set1.symmetric_difference(set2))    # {1, 3, 5, 7, 8, 10}
# 方法三: 对称差相当于两个集合的并集减去交集
print((set1 | set2) - (set1 & set2))      # {1, 3, 5, 7, 8, 10}

集合的交集、并集、差集运算还可以跟赋值运算一起构成复合赋值运算

set1 = {1, 3, 5, 7}
set2 = {2, 4, 6}
# 将set1和set2求并集再赋值给set1
# 也可以通过set1.update(set2)来实现
set1 |= set2
print(set1)    # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
set3 = {3, 6, 9}
# 将set1和set3求交集再赋值给set1
# 也可以通过set1.intersection_update(set3)来实现
set1 &= set3
print(set1)    # {3, 6}

比较运算(<、>)

Python为集合类型提供了判断子集和超集的运算符,其实就是我们非常熟悉的<和>运算符

set1 = {1, 3, 5}
set2 = {1, 2, 3, 4, 5}
set3 = set2
# <运算符表示真子集,<=运算符表示子集
print(set1 < set2, set1 <= set2)    # True True
print(set2 < set3, set2 <= set3)    # False True
# 通过issubset方法也能进行子集判断
print(set1.issubset(set2))      # True

# 反过来可以用issuperset或>运算符进行超集判断
print(set2.issuperset(set1))    # True
print(set2 > set1)              # True

集合的方法

Python中的集合是可变类型,我们可以通过集合类型的方法为集合添加或删除元素

# 创建一个空集合
set1 = set()

# 通过add方法添加元素
set1.add(33)
set1.add(55)
set1.update({1, 10, 100, 1000})
print(set1)    # {33, 1, 100, 55, 1000, 10}

# 通过discard方法删除指定元素
set1.discard(100)
set1.discard(99)
print(set1)    # {1, 10, 33, 55, 1000}

# 通过remove方法删除指定元素,建议先做成员运算再删除
# 否则元素如果不在集合中就会引发KeyError异常
if 10 in set1:
    set1.remove(10)
print(set1)    # {33, 1, 55, 1000}

# pop方法可以从集合中随机删除一个元素并返回该元素
print(set1.pop())

# clear方法可以清空整个集合
set1.clear()

print(set1)    # set()

如果要判断两个集合有没有相同的元素可以使用isdisjoint方法,没有相同元素返回True,否则返回False

set1 = {'Java', 'Python', 'Go', 'Kotlin'}
set2 = {'Kotlin', 'Swift', 'Java', 'Objective-C', 'Dart'}
set3 = {'HTML', 'CSS', 'JavaScript'}
print(set1.isdisjoint(set2))    # False
print(set1.isdisjoint(set3))    # True

不可变集合(frozenset)

Python中还有一种不可变类型的集合,名字叫frozenset。

set跟frozenset的区别就如同list跟tuple的区别,frozenset由于是不可变类型,能够计算出哈希码,因此它可以作为set中的元素。除了不能添加和删除元素,frozenset在其他方面跟set基本是一样的。

set1 = frozenset({1, 3, 5, 7})
set2 = frozenset(range(1, 6))
print(set1 & set2)    # frozenset({1, 3, 5})
print(set1 | set2)    # frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 7})
print(set1 - set2)    # frozenset({7})
print(set1 < set2)    # False

总结

Python中的集合底层使用了哈希存储的方式,通过本章学习大家需要知道:

集合是一种容器,元素必须是hashable类型,

与列表不同的地方在于集合中的元素没有序、不能用索引运算、不能重复

到此这篇关于Python中集合(set)常见操作的完整教学的文章就介绍到这了,更多相关Python集合内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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