2.8　集合

集合是一组无序的不能重复的元素，这个和列表、元组不同，虽然也是一组元素，但因为是无序的，所以无法使用[]索引的方式访问。集合不能重复，其作用就是去重（去掉重复数据）。本节将介绍集合的使用。

2.8.1　使用集合

要使用集合，就需要用set函数，这类要注意，其他序列（列表、元组）等都是通过()、[]直接定义，而集合不是，相当于是通过set函数将数据转换为集合。因此很多教程也不把集合当作Python的标准数据类型。

使用集合的方式如下：

    set1=set([1,200,39,50])
    set2=set(['王晓光','男'])
    print(set1)
    print(set2)

上述集合的输出结果如下：

    {200, 1, 50, 39}
    {'男', '王晓光'}

从结果可以看出，集合并没有按定义的顺序输出。在Python中，集合是无序的，打印结果取决于其内部存储结构和输出方式。

如果不使用[]的方式，直接定义一个字符串集合：

    set1=set('hello')
    print(set1)

从输出结果可以看出，重复的字母会被删除：

    {'o', 'l', 'h', 'e'}

集合中的元素不能重复，假如定义以下带有重复元素的集合：

    set1=set([1,200,200,39,50])

在使用时该集合并不会报错，但会默认将重复的值去掉，上述代码输出结果为：

    {200, 1, 50, 39}

2.8.2　集合常用的内置函数

集合虽然是无序的，但在创建后还可以添加、更新等。Python为集合提供了一些内置函数，如表2.10所示。

表2.10　集合常用的内置函数

下面举例：

【示例2-28】

输出结果如图2.16所示。

图2.16　集合内置函数应用

这里有几点需要注意：

（1）discard和remove虽然都是删除元素，但如果指定的元素不存在，则discard依然会继续执行，remove会报错终止程序执行。

（2）pop删除元素时是随机的。

（3）复制集合时，从结果可以看出，复制后的集合顺序和原集合顺序并不相同。

（4）clear只是清空集合的内容，如果要删除集合，还是使用del set1这种方式。

2.8.3　集合常用运算符（交集、并集、差集、对称差集）

在数学中，由一个或多个确定的元素所构成的整体叫作集合。数学中的集合有三大特性：

•　确定性（集合中的元素必须是确定的）

•　互异性（集合中的元素互不相同）

•　无序性（集合中的元素没有先后之分）

通过前面对Python中集合的学习，我们会发现，Python中的集合和数学中的集合一样。数学中的集合有一些运算，如交集、并集等，Python中也一样，可用来进行一些科学计算。

本小节介绍的集合常用运算符主要有4个：

•　set1 | set2 ：set1和set2的并集。

•　set1 & set2 ：set1和set2的交集。

•　set1 - set2 ：差集（元素在set1中，但不在set2中）。

•　set1 ^ set2 ：对称差集（元素在set1或set2中，但不会同时出现在两者中）。

相对于集合的这些数学操作，Python也提供了一些内置函数用于科学计算，参见表2.11。

表2.11　用于科学计算的内置函数

下面举例，首先创建两个数据集合：

【示例2-29】

输出结果如图2.17所示。

图2.17　科学计算函数的应用

使用这些集合运算时要注意以下几点：

（1）代码中使用差集时，因为本例set1集合中的内容都在set2中，所以举例时用的set2.difference(set1))并不是set1.difference(set2))，其他运算都是set1.xxx形式。

（2）因为issubset和issuperset只是判断，所以返回的是True或False，并不返回新的集合，而其他运算都会返回新的集合，从输出结果中也可以看到。

（3）使用内置函数或使用-、&、| 、<=等运算符的结果是一样的。

（4）集合主要的作用就是去重，通过结果可以看到，使用交集时，两个集合中相同的元素都被去掉了。