Python算法竞赛：集合去重+字典映射 核心用法一站式整理

在Python算法竞赛中，集合（set）和 字典（dict）是两个高频使用的内置数据结构，二者分工明确：集合专注于去重、集合运算 ，字典专注于键值映射、元素计数。本文整理了这两个数据结构的核心语法、竞赛常用写法，直接套用即可快速解决对应场景的题目。

一、集合（set）：去重专用神器

集合的核心特性：元素无序、不可重复 ，是算法竞赛中实现快速去重的最优选择。

1. 核心基础语法

⚠️ 关键注意点：

• 空集合必须用 set() 定义，{} 默认是空字典！
• 非空集合可直接写 {元素1, 元素2}

# 1. 定义空集合
s = set()
# s = {} ❌ 错误：这是空字典，不是集合

# 2. 添加元素：add()
s.add('hello')
s.add('world')
s.add('hello')  # 重复添加，自动去重，无效果
print(s)  # 输出：{'hello', 'world'}（无序，顺序可能变化）

# 3. 删除元素：remove()
s.remove('hello')
print(s)  # 输出：{'world'}

# 4. 成员判断：in（时间复杂度O(1)，比列表快！）
print('world' in s)  # 输出：True
print('hello' in s)  # 输出：False

2. 竞赛常用集合运算

处理多集合的交、并、差、对称差集，是字符串/数组去重、匹配类题目的常用操作：

a = {1, 2, 3}
b = {3, 4, 5}

# 并集：两个集合所有元素（去重）
print(a.union(b))  # {1,2,3,4,5} 
# 交集：两个集合共有的元素
print(a.intersection(b))  # {3}
# 差集：a中有、b中没有的元素
print(a.difference(b))  # {1,2}
# 对称差：只在其中一个集合出现，不同时出现的元素（并集-交集）
print(a.symmetric_difference(b))  # {1,2,4,5}
# 对称差运算符（极简写法，竞赛推荐）
print(a ^ b)  # 效果同上，输出 {1,2,4,5}
# 同样 | & - 也可以

二、字典（dict）：映射/计数利器

字典是键值对（key-value）结构，核心作用：建立唯一键到值的映射，算法竞赛中最常用于元素频次统计（字符计数、数字计数）。

1. 竞赛标准写法：快速输入+元素计数

算法竞赛中常用 sys.stdin 加速输入，字典统计元素频率是必考场景，提供基础写法 和极简写法两种方案：

import sys
# 竞赛加速输入：替代input()，读取更快
input = lambda: sys.stdin.readline().strip()

# 读取输入字符串
s = input()

# 1. 定义空字典
d = dict()  # 等价于 d = {}

# 2. 方案1：基础写法（if判断键是否存在）
for i in s:
    # 键不存在：初始化值为1
    if i not in d:
        d[i] = 1
    # 键存在：值+1
    else:
        d[i] += 1

# 方案2：极简写法（get()方法，推荐！）
# dict.get(key, default)：key存在返回值，不存在返回默认值0
# for i in s:
#     d[i] = d.get(i, 0) + 1

# 3. 遍历字典：键值对、键、值
print("=== 键值对遍历 ===")
for key, value in d.items():
    print(f'{key}:{value}')

print("=== 所有键 ===")
print(d.keys())  # 输出所有key
print("=== 所有值 ===")
print(d.values())  # 输出所有value

示例运行

输入：abcabc

输出：

=== 键值对 ===
a:2
b:2
c:2
=== 所有键 ===
dict_keys(['a', 'b', 'c'])
=== 所有值 ===
dict_values([2, 2, 2])

三、核心总结

1. 集合（set）

   • 用途：去重、成员判断、集合交并差/对称差运算
   • 定义：空集合 set()，非空 {x,y,z}
   • 核心方法：add()、remove()、in
   • 对称差：symmetric_difference() / ^，找两个集合的独有元素

2. 字典（dict）

   • 用途：键值映射、元素频次统计
   • 竞赛神器：dict.get(key, 0) + 1 一行实现计数
   • 遍历：items()（键值对）、keys()（键）、values()（值）

这两个数据结构是Python算法竞赛的基础工具，熟练掌握写法，能大幅提升编码效率！

总结

1. 集合是去重专属 ，空集合必须用 set()，{} 是字典；
2. 字典是映射/计数专属 ，get() 方法是竞赛计数的最优极简写法；
3. 对称差 ^ 用于找两个集合互不重叠的元素，竞赛高频使用；
4. 二者的成员判断（in）时间复杂度均为 O(1)，远优于列表，竞赛中优先使用。