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Python序列之集合
前言
前面我们已经讲了Python中的列表 ：Python序列之列表、元组 ：Python序列之元组和字典 ：Python序列之字典。今天我们再来看一下Python中另一种序列------集合。
集合这个词大家肯定不陌生，高中数学必修一第一章，便是集合。你应该还记得数学老师说过："集合具有三个性质：确定性、互异性、无序性 "，Python中的集合set便是借鉴了数学中的这种"数据结构"。同样满足这三个性质。
不仅如此，Python还提供的数学中集合的各种运算：求并集、求交集、求补集......
一、集合是什么？
集合是无序可变 的，元素不能重复 ，故经常用集合来实现数据去重 。实际上，集合底层是字典实现，集合的所有元素都是字典中的"键对象" ，因此是不能重复的且唯一 的。
二、集合的操作
1.集合的创建
（1）使用{}创建
python
a = {3, 5, 7}
b = {} # 创建一个空集合
c = {3} # 只有一个元素的集合
print(a) # 输出：{3, 5, 7}
print(b) # 输出：{}
print(c) # 输出：{3}（2）使用set()函数创建
python
a = ['a', 2, True]
b = set(a)
c = set() # 创建一个空集合
print(b) # 输出：{True, 'a', 2}
print(c) # 输出：set()
print(type(b)) # 输出：<class 'set'>
print(type(c)) # 输出：<class 'set'>由上面的两个例子可知，Python对空集合的打印表示有两种：{}和set()。
2.集合元素的添加
（1）使用add()添加单个元素
python
a = {10, 20, 30}
a.add('a')
print(a) # 输出：{10, 'a', 20, 30}（2）使用update()批量添加元素
python
a = {10, 20, 30}
b = [True, False, 999]
a.update(b)
print(a) # 输出：{False, True, 999, 10, 20, 30}3.集合元素的删除
（1）使用remove()删除指定元素
python
a = {10, 20, 30, 40, 50}
a.remove(30)
print(a) # 输出：{50, 20, 40, 10}
a.remove(999) # 报错：KeyError: 999可以发现，当试图用remove()移除一个集合中并不存在的元素时，解释器会报错。这种反应过于暴力，因此有了更加温柔且绅士的删除方法------discard()。
（2）使用discard()删除指定元素
python
a = {10, 20, 30, 40, 50}
a.remove(30)
print(a) # 输出：{50, 20, 40, 10}
a.discard(999) # 无报错
print(a) # 输出：{50, 20, 40, 10}当试图删除一个集合中并不存在的元素时，discard()并不会报错，而是什么都不干，程序照常往下运行，优雅且绅士~
（3）使用clear()清空整个集合
python
a = {10, 20, 30, 40, 50}
a.clear()
print(a) # 输出：set()（4）使用pop()随机弹出一个元素
python
a = {10, 20, 30, 40, 50}
b = a.pop()
print(b) # 输出：50
print(a) # 输出：{20, 40, 10, 30}4.使用集合去重（重要应用）
我们可以充分利用集合的互异性来实现列表元素的去重：
python
a = [1, 1, 5, 6, 6, 8, 9, 8, 6]
b = set(a)
print(b) # 输出：{1, 5, 6, 8, 9}5.集合的数学运算
像数学中概念一样，Python对集合也提供了并集、交集、差集等运算。
（1）交集
下面展式了三种取交集的方法：
python
a = {1, 2, 3, 4}
b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}
c = a & b # 方法一：&
print(c) # 输出：{2, 3}
d = a.intersection(b) # 方法二：取交集并返回一个新集合
print(d) # 输出：{2, 3}
print(a) # 输出：{1, 2, 3, 4}
a.intersection_update(b) # 方法三：取交集并更新原集合
print(a) # 输出：{2, 3}（2）并集
下面展式了两种取并集的方法：
python
a = {1, 2, 3, 4}
b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}
c = a | b # 方法一：|
print(c) # 输出：{1, 2, 3, 4, 99, 100, 'yyy'}
d = a.union(b) # 方法二：union()
print(d) # 输出：{1, 2, 3, 4, 99, 100, 'yyy'}（3）差集（补集）
下面展式了三种取差集的方法：
python
a = {1, 2, 3, 4}
b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}
c = a - b # 方法一：-
print(c) # 输出：{1, 4}
d = a.difference(b) # 方法二：取交集并返回一个新集合
print(d) # 输出：{1, 4}
print(a) # 输出：{1, 2, 3, 4}
a.difference_update(b) # 方法三：取交集并更新原集合
print(a) # 输出：{1, 4}注意：差集是有方向性的，A-B ≠ B-A
（4）对称差集
python集合set内置方法symmetric_differece()，可以用来返回两个集合（或调用对象集合与其它可迭代对象iterable）中非共同的元素组成的新集合set。
python
a = {1, 2, 3, 4}
b = {2, 3, 99, 100, 'yyy'}
c = a ^ b # 方法一：^
print(c) # 输出：{1, 99, 100, 'yyy', 4}
d = a.symmetric_difference(b) # 方法二：取对称差并返回一个新集合
print(d) # 输出：{1, 99, 100, 4, 'yyy'}
print(a) # 输出：{1, 2, 3, 4}
a.symmetric_difference_update(b) # 方法三：取对称差并更新原集合
print(a) # 输出：{1, 99, 100, 4, 'yyy'}（5）判断是否为子集、母集
| 方法 | 用途 |
|---|---|
a.issubset(b) |
判断a是否为b的子集 |
a.issuperset(b) |
判断a是否为b的母集 |
a.isdisjoint(b) |
判断a与b的交集是否为空集 |
python
a = {1, 2, 3}
b = {1, 2, 3, 4, 5}
c = {1, 2, 'yyy'}
d = {'a', 'b', 'c'}
print(a.issubset(b)) # 输出：True
print(a.issubset(c)) # 输出：False
print(b.issuperset(a)) # 输出：True
print(a.isdisjoint(c)) # 输出：False
print(a.isdisjoint(d)) # 输出：True总结
Python中的集合可以认为是数学中集合的具体实现，具有数学集合的三个性质，不仅可以进行增删改查，还可以进行数学中的集合运算。