Python數據結構之四—

　　Python版本：3.6.2 ?操作系統：Windows ?作者：SmallWZQ

　　經過幾天的回顧和學習，我終于把Python 3.x中的基礎知識介紹好啦。下面將要繼續什么呢？讓我想想先~~~嗯，還是先整理一下近期有關Python基礎知識的隨筆吧。

　　Python編程軟件的安裝與使用——Windows、Linux和Mac

　　Python基礎——輸出[print()]與輸入[input()]

　　Python基礎——數據類型與基本運算【主要為除法】

? ? ? ?Python基礎——字符串

? ? ? ?Python基礎——條件判斷

? ? ? ?Python基礎——for/while循環

　　上述六篇均為Python 3.x的基礎知識。九尺高臺，起于累土。學習Python就要從最基本開始，經過逐步的積累，才能有所成就。

　　Python基礎知識再次回顧好了，接下來該干嘛呢？這不繼續Python數據結構了嗎？

　　上次我寫了有關Python數據結構（列表、元組、字典）的3篇隨筆：

　　Python數據結構之一——list（列表）

　　Python數據結構之二——tuple（元組）

　　Python數據結構之三——dict（字典）

　　本篇隨筆將開始一段關于set（集合）之旅吧。

　　什么是集合呢？

　　說到集合，我首先想到了高中的數學。高中，人生學習中最繁忙的一段時光。直到現在，我能回憶起最多的就是學習、學習、還是讀書……言歸正傳，高一時的數學，我們就接觸到了集合。書中應該是這樣定義的：

　　集合：由一個或多個確定的元素所構成的整體。若x是集合A的元素，則記作x∈A。

　　集合中的元素有三個特征：

　　1.?確定性：集合中的元素必須是確定的；

　　2.?互異性：集合中的元素互不相同，例如：集合A={1，a}，則a不能等于1）；

　　3.?無序性：集合中的元素沒有先后之分，例如：集合{3,4,5}和{3,5,4}算作同一個集合。

　　Python 3.x中的set特征與數學中類似。我們之前學過list、tuple以及dict。其實，set與dict大致相同，但set沒有Value，只有key。因此，set只是一組key的集合。由于key不能重復，所以，在set中，沒有重復的key。

創建集合

　1.1 創建空集合

　　在集合中，創建空集合（set）必須使用函數set()。

1 #創建空集合
2 >>>a = set()
3 >>>a
4 set()
5 >>>type(a)
6 <class 'set'>

　　注：不能使用{}，{}用于創建空字典。

1.2 創建非空集合

　　非空集合可以用大括號{}或?set()?函數來創建。

 1 #創建集合
 2 >>>a={'a','b','c','d'}
 3 >>>b=set('abcdefabcd')
 4 >>>c=set({'a':1,'b':2,'c':3})
 5 >>>d=set(['a','b','c','a'])
 6 #運行結果
 7 >>>print(a,type(a))
 8 {'c', 'd', 'b', 'a'} <class 'set'>
 9 >>>print(b,type(b))
10 {'f', 'e', 'b', 'c', 'd', 'a'} <class 'set'>
11 >>>print(c,type(c))
12 {'b', 'a','c'} <class 'set'>
13 >>>print(d,type(d))
14 {'c', 'b', 'a'} <class 'set'>

　　特別地，set中的元素是無序的，并且重復元素在set中自動被過濾。

1 #set中重復元素被自動過濾
2 >>>s = {1,2,,1,2,4,4,3,3}
3 >>>s
4 {1,2,3,4}

?

功能屬性

　　set有很多很多的功能屬性。你們不信？不信的話，繼續往下看唄~~~

　　set功能屬性如下：

1 class set(object):2     """3     set() -> new empty set object4     set(iterable) -> new set object5     6     Build an unordered collection of unique elements.7     """8     def add(self, *args, **kwargs): # real signature unknown9         """10         Add an element to a set.11         12         This has no effect if the element is already present.13         """14         pass15 16     def clear(self, *args, **kwargs): # real signature unknown17         """ Remove all elements from this set. """18         pass19 20     def copy(self, *args, **kwargs): # real signature unknown21         """ Return a shallow copy of a set. """22         pass23 24     def difference(self, *args, **kwargs): # real signature unknown25         """26         Return the difference of two or more sets as a new set.27         28         (i.e. all elements that are in this set but not the others.)29         """30         pass31 32     def difference_update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown33         """ Remove all elements of another set from this set. """34         pass35 36     def discard(self, *args, **kwargs): # real signature unknown37         """38         Remove an element from a set if it is a member.39         40         If the element is not a member, do nothing.41         """42         pass43 44     def intersection(self, *args, **kwargs): # real signature unknown45         """46         Return the intersection of two sets as a new set.47         48         (i.e. all elements that are in both sets.)49         """50         pass51 52     def intersection_update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown53         """ Update a set with the intersection of itself and another. """54         pass55 56     def isdisjoint(self, *args, **kwargs): # real signature unknown57         """ Return True if two sets have a null intersection. """58         pass59 60     def issubset(self, *args, **kwargs): # real signature unknown61         """ Report whether another set contains this set. """62         pass63 64     def issuperset(self, *args, **kwargs): # real signature unknown65         """ Report whether this set contains another set. """66         pass67 68     def pop(self, *args, **kwargs): # real signature unknown69         """70         Remove and return an arbitrary set element.71         Raises KeyError if the set is empty.72         """73         pass74 75     def remove(self, *args, **kwargs): # real signature unknown76         """77         Remove an element from a set; it must be a member.78         79         If the element is not a member, raise a KeyError.80         """81         pass82 83     def symmetric_difference(self, *args, **kwargs): # real signature unknown84         """85         Return the symmetric difference of two sets as a new set.86         87         (i.e. all elements that are in exactly one of the sets.)88         """89         pass90 91     def symmetric_difference_update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown92         """ Update a set with the symmetric difference of itself and another. """93         pass94 95     def union(self, *args, **kwargs): # real signature unknown96         """97         Return the union of sets as a new set.98         99         (i.e. all elements that are in either set.)
100         """
101         pass
102 
103     def update(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
104         """ Update a set with the union of itself and others. """
105         pass
106 
107     def __and__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
108         """ Return self&value. """
109         pass
110 
111     def __contains__(self, y): # real signature unknown; restored from __doc__
112         """ x.__contains__(y) <==> y in x. """
113         pass
114 
115     def __eq__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
116         """ Return self==value. """
117         pass
118 
119     def __getattribute__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
120         """ Return getattr(self, name). """
121         pass
122 
123     def __ge__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
124         """ Return self>=value. """
125         pass
126 
127     def __gt__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
128         """ Return self>value. """
129         pass
130 
131     def __iand__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
132         """ Return self&=value. """
133         pass
134 
135     def __init__(self, seq=()): # known special case of set.__init__
136         """
137         set() -> new empty set object
138         set(iterable) -> new set object
139         
140         Build an unordered collection of unique elements.
141         # (copied from class doc)
142         """
143         pass
144 
145     def __ior__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
146         """ Return self|=value. """
147         pass
148 
149     def __isub__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
150         """ Return self-=value. """
151         pass
152 
153     def __iter__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
154         """ Implement iter(self). """
155         pass
156 
157     def __ixor__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
158         """ Return self^=value. """
159         pass
160 
161     def __len__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
162         """ Return len(self). """
163         pass
164 
165     def __le__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
166         """ Return self<=value. """
167         pass
168 
169     def __lt__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
170         """ Return self<value. """
171         pass
172 
173     @staticmethod # known case of __new__
174     def __new__(*args, **kwargs): # real signature unknown
175         """ Create and return a new object.  See help(type) for accurate signature. """
176         pass
177 
178     def __ne__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
179         """ Return self!=value. """
180         pass
181 
182     def __or__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
183         """ Return self|value. """
184         pass
185 
186     def __rand__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
187         """ Return value&self. """
188         pass
189 
190     def __reduce__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
191         """ Return state information for pickling. """
192         pass
193 
194     def __repr__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
195         """ Return repr(self). """
196         pass
197 
198     def __ror__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
199         """ Return value|self. """
200         pass
201 
202     def __rsub__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
203         """ Return value-self. """
204         pass
205 
206     def __rxor__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
207         """ Return value^self. """
208         pass
209 
210     def __sizeof__(self): # real signature unknown; restored from __doc__
211         """ S.__sizeof__() -> size of S in memory, in bytes """
212         pass
213 
214     def __sub__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
215         """ Return self-value. """
216         pass
217 
218     def __xor__(self, *args, **kwargs): # real signature unknown
219         """ Return self^value. """
220         pass
221 
222     __hash__ = None

set

?　　set功能屬性雖多，但平時常用的也就那么幾個。

常用屬性

　　1. 添加元素

　　在集合中添加元素，可以使用add()方法，并且不生成一個新的集合。

 1 #添加元素：add()
 2 >>>s = {1,2,3}
 3 >>>s.add(4)
 4 >>>s
 5 {1,2,3,4}
 6 >>>s.add('g')
 7 >>>s
 8 {1,2,3,4,'g'}
 9 >>>s.add(4)
10 >>>s
11 {1,2,3,4,'g'}

　　add()方法可以向set中添加元素，可以重復添加，但不會有效果。

　　2. 刪除元素

?　　set中利用remove()方法可以刪除集合中的元素。

1 #刪除元素
2 >>>s
3 {1,2,3,4,'g'}
4 >>>s.remove('g')
5 >>>s
6 {1,2,3,4}

　　3. 清空元素

　　clear()方法可以清空set中的元素。

1 #清空元素
2 >>>a = {1,2,3,4}
3 >>>b = a.clear()
4 >>>print(a,type(a))
5 set() <class 'set'>
6 >>>print(b,type(b))
7 None <class 'NoneType'>

　　4. 復制元素

　　copy()方法只能淺拷貝set中的元素，并生成一個新的集合。

 1 #淺拷貝：copy()
 2 >>>a = {1,(9,2),3}
 3 >>>b = a.copy()
 4 >>>print(a,id(a))
 5 {(9, 2), 1, 3} 2097937619880
 6 >>>print(b,id(b))
 7 {(9, 2), 1, 3} 2097937620776
 8 
 9 #賦值
10 >>>s = {1,2,3,4}
11 >>>d = s
12 >>>print(s,id(s))
13 {1, 2, 3, 4} 2097937785128
14 >>>print(d,id(d))
15 {1, 2, 3, 4} 2097937785128

　　5. pop()

　　pop()方法用于從set中隨機取一個元素。記住，是隨機的~~~

1 #pop()方法
2 >>>s = {1,2,3,4,5,'g','s'}
3 >>>s.pop()
4 'g'
5 >>>s.pop()
6 3

　　6. set集合操作

　　set與數學中的集合類似，是無序的和無重復元素的集合。因此，在Python中，set可以進行交集、并集、補集等操作。

**Python set集合操作**
數學符號	Python符號	含義
- 或\	-	差集，相對補集
∩	&	交集
∪	\|	并集
≠	!=	不等于
＝	==	等于
∈	in	是成員關系
?	not in	非成員關系

 1 #set集合操作
 2 >>>s = {1,2,3,4}
 3 >>>d = {2.3.5.6}
 4 >>>s & d
 5 {2.3}
 6 >>>s | d
 7 {1,2,3,4,5,6}
 8 >>>s - d
 9 {1,4}
10 >>>d - s
11 {5,6}

　　set和dict的唯一區別僅在于沒有存儲對應的value，但是，set的原理和dict一樣，所以，同樣不可以放入可變對象，因為無法判斷兩個可變對象是否相等，也就無法保證set內部“不會有重復元素”。因此，最常用的key是字符串。

“思想者”

　　set中存儲著key，集合中不能放入可變的對象。之前的文章也說過：tuple是不可變的，而list是可變的。因此，set中是可以存儲tuple的。這是真的嗎？

　　時間是檢驗真理的唯一標準。下面請看示例代碼：

 1 #tuple可以作為集合中的元素
 2 >>>s = {(1,),(1,2,3),1,2,'g'}
 3 >>>s
 4 {(1,),(1,2,3),1,2,'g'}
 5 
 6 #tuple也有失靈的時候
 7 >>>t = (1,2,[1,2,3],4)
 8 >>>type(t)
 9 <class 'tuple'>
10 >>>d = {1,2,(1,2,[1,2,3],4)}
11 Traceback (most recent call last):
12   File "<stdin>", line 1, in <module>
13 TypeError: unhashable type: 'list'