Python编程实战 · 基础入门篇 | 集合（set）

在 Python 的基础数据结构中，除了列表（list）、元组（tuple）、字典（dict），还有一种特殊但非常实用的数据类型------集合（set） 。 集合的最大特点是：不重复、无序、可进行集合运算。 它常用于去重、数据筛选、关系判断等场景，是数据处理中的高效利器。

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一 什么是集合（set）

集合（Set）是一种 无序、可变 的数据容器， 用于存放 不重复的元素。

在 Python 中，可以通过 {} 或 set() 创建集合。

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
print(fruits)   # {'banana', 'cherry', 'apple'}

集合中的元素是 唯一的，如果你放入重复项，Python 会自动去重。

nums = {1, 2, 2, 3, 3, 3}
print(nums)  # {1, 2, 3}

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二 创建集合的几种方式

1. 使用花括号 {}

colors = {"red", "green", "blue"}

2. 使用 set() 函数

numbers = set([1, 2, 3, 4])

3. 创建空集合

⚠ 注意：创建空集合必须用 set()， 因为 {} 默认是一个空字典。

empty_set = set()
print(type(empty_set))  # <class 'set'>

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三 集合的常见操作

1. 添加元素

s = {1, 2, 3}
s.add(4)
print(s)  # {1, 2, 3, 4}

2. 更新（合并）多个元素

s.update([5, 6, 7])
print(s)  # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

3. 删除元素

s.remove(3)      # 删除指定元素，不存在时报错
s.discard(10)    # 删除指定元素，不存在也不报错
s.pop()          # 随机删除一个元素
s.clear()        # 清空集合

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四 集合的运算（重点）

集合支持多种数学意义上的集合运算，非常直观。

假设我们有以下两个集合：

A = {1, 2, 3, 4}
B = {3, 4, 5, 6}

运算	符号	示例	结果
并集	`	`	`A	B`	{1, 2, 3, 4, 5, 6}
交集	&	A & B	{3, 4}
差集	-	A - B	{1, 2}
对称差集	^	A ^ B	{1, 2, 5, 6}

示例代码：

print(A | B)  # 并集
print(A & B)  # 交集
print(A - B)  # 差集
print(A ^ B)  # 对称差集

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五 集合的关系运算

集合之间可以比较包含关系：

A = {1, 2, 3}
B = {1, 2, 3, 4, 5}

print(A < B)   # True，A 是 B 的子集
print(B > A)   # True，B 是 A 的超集
print(A == B)  # False
print(A != B)  # True

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六 集合推导式

Python 同样支持 集合推导式（set comprehension）， 可以快速生成集合。

squares = {x**2 for x in range(1, 6)}
print(squares)  # {1, 4, 9, 16, 25}

还可以加条件过滤：

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

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七 集合的去重功能

集合最常见的用途之一就是 去重。

numbers = [1, 2, 2, 3, 3, 4]
unique_numbers = list(set(numbers))
print(unique_numbers)  # [1, 2, 3, 4]

⚠ 注意：集合是无序的，因此去重后的顺序可能与原列表不同。

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八 集合的遍历

集合是可迭代的，可以直接用 for 遍历：

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
for fruit in fruits:
    print(fruit)

由于集合无序，输出顺序可能每次都不一样。

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九 集合的不可变版本：frozenset

在某些场景中，我们希望集合也能作为字典的键或放入另一个集合中。 这时可以使用 不可变集合（frozenset）。

A = frozenset([1, 2, 3])
B = frozenset([3, 4, 5])

print(A | B)  # {1, 2, 3, 4, 5}

frozenset 支持所有集合运算，但不支持修改（add、remove 等）。

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十 实战案例：网站用户分析

假设我们要分析两个网站的访问用户重叠情况：

site_A = {"Tom", "Lucy", "Jack", "Emma"}
site_B = {"Lucy", "Emma", "John"}

print("A站用户：", site_A)
print("B站用户：", site_B)
print("同时访问两站的用户：", site_A & site_B)
print("只访问A站的用户：", site_A - site_B)
print("所有用户：", site_A | site_B)

输出结果：

同时访问两站的用户： {'Lucy', 'Emma'}
只访问A站的用户： {'Jack', 'Tom'}
所有用户： {'Jack', 'Lucy', 'Emma', 'Tom', 'John'}

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十一 小结

特点	说明
是否有序	❌ 无序
是否可变	✅ 可变（frozenset 为不可变）
是否允许重复	❌ 不允许
创建方式	{} 或 set()
主要功能	去重、集合运算、关系判断
常用操作	add()、update()、remove()、union()、intersection() 等
推导式	支持集合推导式

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✅ 总结

1. 集合（set）是无序且不重复的容器。
2. 常用于数据去重、过滤和集合关系计算。
3. 支持数学集合的四大运算：并集、交集、差集、对称差集。
4. 可以使用集合推导式快速生成集合。
5. 如果需要不可变集合，可使用 frozenset。

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