Python中的集合（Set）是一個無序的、不包含重復元素的數據結構。它主要用于數學上的集合操作，如并集、交集、差集和對稱差集等。集合的基本用途包括去重和關系測試。

1、集合的特性

• 無序性：集合中的元素是無序的，這意呀著集合不支持索引操作。
• 唯一性：集合中的元素是唯一的，不允許有重復的元素。
• 可變性：集合是可變的，即可以在創建后添加或刪除元素。

2、集合的創建

集合可以使用大括號 {} 創建，但需要注意的是，空集合不能使用 {}（這會創建一個空字典），而應該使用 set()。

# 創建一個空集合  
my_set = set()  # 創建一個包含幾個元素的集合  
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}  # 注意：集合中的元素是無序的  
print(my_set)  # 輸出可能不是 {1, 2, 3, 4, 5}，因為集合是無序的

3、集合的操作

3.1、添加元素

使用 .add() 方法可以向集合中添加一個元素。

my_set = {1, 2, 3}  
my_set.add(4)  
print(my_set)  # 輸出: {1, 2, 3, 4}

3.2、刪除元素

• remove(element)：如果元素存在于集合中，則將其移除。如果元素不存在，則拋出 KeyError。
• discard(element)：如果元素存在于集合中，則將其移除。如果元素不存在，則不執行任何操作。
• pop()：隨機移除集合中的一個元素并返回它。如果集合為空，則拋出 KeyError。

my_set = {1, 2, 3, 4}  
my_set.remove(2)  
print(my_set)  # 輸出: {1, 3, 4}  my_set.discard(5)  # 5 不在集合中，不會拋出異常  
print(my_set)  # 輸出: {1, 3, 4}  pop_element = my_set.pop()  
print(pop_element)  # 輸出集合中的一個隨機元素  
print(my_set)  # 集合中少了一個元素

3.3、集合的運算

• 并集：使用 | 運算符或 .union() 方法可以求兩個集合的并集。
• 交集：使用 & 運算符或 .intersection() 方法可以求兩個集合的交集。
• 差集：使用 - 運算符或 .difference() 方法可以求兩個集合的差集（第一個集合中有但第二個集合中沒有的元素）。
• 對稱差集：使用 ^ 運算符或 .symmetric_difference() 方法可以求兩個集合的對稱差集（存在于一個集合中但不同時存在于兩個集合中的元素）。

set1 = {1, 2, 3, 4}  
set2 = {3, 4, 5, 6}  print(set1 | set2)  # 并集: {1, 2, 3, 4, 5, 6}  
print(set1 & set2)  # 交集: {3, 4}  
print(set1 - set2)  # 差集: {1, 2}  
print(set1 ^ set2)  # 對稱差集: {1, 2, 5, 6}

3.4、集合的其他方法

• isdisjoint(other)：如果兩個集合沒有交集，則返回 True。
• issubset(other) 或 <=：如果集合是另一個集合的子集，則返回 True。
• issuperset(other) 或 >=：如果集合是另一個集合的超集，則返回 True。
• update(*others)：用其他集合的元素更新集合，即求并集后賦值給原集合。
• clear()：移除集合中的所有元素。

集合是Python中一個非常有用的數據結構，它提供了快速的去重和集合運算功能。

4、集合和list的區別

集合（Set）和列表（List）是Python中兩種不同類型的數據結構，它們之間存在多個顯著的區別。以下是集合和列表之間區別的清晰歸納：

4.1 有序性

• 列表（List）：列表中的元素是有序的，即元素按照它們被插入的順序進行存儲。這意味著你可以通過索引（位置）來訪問列表中的元素。
• 集合（Set）：集合中的元素是無序的，即元素存儲的順序是不確定的。因此，你不能通過索引來訪問集合中的元素。

4.2 唯一性

• 列表（List）：列表中的元素可以重復，即列表中可以有多個相同的元素，每個元素都有一個唯一的索引。
• 集合（Set）：集合中的元素是唯一的，不允許有重復的元素。如果嘗試向集合中添加一個已經存在的元素，該操作將不會改變集合。

4.3 表示方式

• 列表（List）：列表使用方括號 [] 來定義，元素之間用逗號分隔。例如：my_list = [1, 2, 2, 3, 4]。
• 集合（Set）：集合使用大括號 {} 來定義（但注意空集合不能使用 {}，因為這會創建一個空字典，應該使用 set()）。元素之間也用逗號分隔。例如：my_set = {1, 2, 3, 4}（注意集合會自動去除重復元素）。

4.4 用途

• 列表（List）：列表適合用于存儲有序的、可能會重復的元素。它可以用于多種場景，如存儲數據、快速訪問數據（通過索引）、修改數據等。
• 集合（Set）：集合適合用于存儲無序的、不重復的元素。它主要用于去重和集合運算（如并集、交集、差集和對稱差集）。由于集合中的元素是唯一的，它還可以用于成員關系測試。

4.5 性能

• 列表（List）：列表在插入和刪除元素時，特別是在列表的開頭或中間插入元素時，可能需要移動其他元素，因此性能可能不是最優的。
• 集合（Set）：集合基于哈希表實現，因此在進行成員關系測試、添加和刪除元素時通常具有更好的性能。但是，由于集合是無序的，因此不支持索引訪問，這可能會影響某些操作的性能。

總結

• 列表（List）是一種有序的數據結構，可以包含重復元素，適用于需要保持順序和允許重復元素的情況。
• 集合（Set）是一種無序的、不包含重復元素的數據結構，適用于需要快速查找元素和去除重復元素的情況。
• 這兩種數據結構各有優缺點，選擇哪種取決于你的具體需求。