Python中的集合（set）

  Python中的集合（set）是一种无序且元素唯一的数据结构，适用于成员检测、去重和数学集合运算。

1、创建集合

直接创建：
使用花括号 {}，元素间用逗号分隔。

s = {1, 2, 3}  # {1, 2, 3}

空集合：
必须用 set()，因为 {} 表示空字典。

empty_set = set()

从可迭代对象转换：
如列表、字符串等。

s = set([1, 2, 2, 3])  # {1, 2, 3}（去重）
s = set("hello")        # {'h', 'e', 'l', 'o'}

2、集合的特性

• 元素唯一性：自动去重，重复元素会被忽略。
• 无序性：元素没有固定顺序，不支持索引访问。
• 可哈希性：集合的元素必须是不可变类型（如数字、字符串、元组），集合本身是可变对象，不可作为其他集合的元素或字典的键。若需不可变集合，使用frozenset。

3、常用操作与方法

修改集合

• 添加元素：add() 添加单个元素；update() 合并多个元素。

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

• 移除元素：
  remove(e)：删除指定元素，元素不存在时报错。
  discard(e)：安全删除，元素不存在不报错。
  pop()：随机删除一个元素（因集合无序）。
  clear()：清空集合。

集合运算

• 并集：union() 或 | 运算符。

a = {1, 2}; b = {2, 3}
a.union(b)        # {1, 2, 3}
a | b             # {1, 2, 3}

• 交集：intersection() 或 & 运算符。

a.intersection(b) # {2}
a & b             # {2}

• 差集：difference() 或 - 运算符。

a.difference(b)   # {1}
a - b             # {1}

• 对称差集（不同时存在的元素）：symmetric_difference() 或 ^ 运算符。

a.symmetric_difference(b) # {1, 3}
a ^ b                     # {1, 3}

关系判断

• 子集/超集：issubset() 和 issuperset()。

a = {1, 2}; b = {1, 2, 3}
a.issubset(b)    # True
b.issuperset(a)  # True

• 无交集：isdisjoint()。

a = {1}; b = {3}
a.isdisjoint(b)  # True

4、集合推导式

类似列表推导式，生成集合：

s = {x for x in 'abracadabra' if x not in 'abc'}  # {'d', 'r'}

5、应用场景

• 去重：快速去除列表中的重复项。

lst = [1, 2, 2, 3]
unique = list(set(lst))  # [1, 2, 3]（顺序可能丢失）

• 成员检测：in 操作时间复杂度为 O(1)，效率高于列表。
• 集合运算：如数据对比、交集分析等。

6、注意事项

• 无序性：遍历顺序不确定，不能依赖索引。
• 不可哈希元素：集合不能包含列表、字典等可变类型。
• 性能优势：适合频繁查找和去重，但不适合需要维护顺序的场景（此时可用 list 或 collections.OrderedDict）。

  通过掌握集合的特性和方法，可以在数据处理中高效实现去重、快速查找和集合运算，提升代码简洁性和性能。