6内置数据结构_set

set

set（集合|集）：

可变的，无序的，不重复的元素的集合；

set最大用处：去重；

约定：set翻译为集合；collection翻译为集合类型，是一个大概念；

list，链表，栈，queue（两头操作用queue）；

set定义、初始化：

set()-->new empty set object

set(iterable)-->new set object

set的元素：

要求必须可以hash；

目前学过的不可hash的类型有list,bytearray,set；

元素不可以索引（无序）；

set可以迭代（所有集合类型都可迭代）；

例：

In [1]: s1=set()   #创建空集合只能用这种方式，{}是留给dict用的

In [2]: s2=set(range(5))

In [3]: s2

Out[3]: {0, 1, 2, 3, 4}

In [4]: s3=set(list(range(10)))

In [5]: s3

Out[5]: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

In [6]: s4={}   #{}优先给dict使用

In [7]: type(s4)

Out[7]: dict

In [8]: s5={9,10,11}

In [9]: type(s5)

Out[9]: set

In [10]: s6={(1,2),3,'a'}

In [11]: s7={[1],(1,),1}

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-11-25e234815aba> in <module>()

----> 1 s7={[1],(1,),1}

TypeError: unhashable type: 'list'

In [12]: s8={bytearray(b'abc')}

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-12-d066a36dc55b> in <module>()

----> 1 s8={bytearray(b'abc')}

TypeError: unhashable type: 'bytearray'

In [13]: s9={'abc',b'abc'}

In [16]: s10=set(['abc',b'abc'])   #虽hash值一样，但可放在set中，不是冲突元素

In [17]: hash(1)

Out[17]: 1

In [18]: hash([1])

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-18-0579e98ca3ee> in <module>()

----> 1 hash([1])

TypeError: unhashable type: 'list'

In [19]: hash('abc')

Out[19]: 7077160064984426464

In [20]: hash(b'abc')

Out[20]: 7077160064984426464

In [21]: hash('abc') == hash(b'abc')

Out[21]: True

In [22]: hash('abc') is hash(b'abc')

Out[22]: False

In [23]: s11=set(s10)

In [24]: s11

Out[24]: {'abc', b'abc'}

set增加元素：

add(elem)，增加一个元素到set中；如果元素存在，什么都不做do nothing；

update(*others)，合并其它元素到set集合中来；参数others必须是可迭代对象；就地修改；

例：

In [25]: s=set()

In [26]: s.add(1)

In [27]: s

Out[27]: {1}

In [28]: s.add(2)

In [29]: s.add(1)

In [30]: s

Out[30]: {1, 2}

In [31]: s.update({1,2,3},{2,3,4})   #update(*other)，把多个集合的元素合并到当前集合，不是解构的概念，others是iterable

In [32]: s

Out[32]: {1, 2, 3, 4}

set删除：

remove(elem)，从set中移除一个元素；元素不存在，抛出KeyError异常，为什么是KeyError，key是hash值，根据hash值来定位删除；

discard(elem)，从set中移除一个元素，元素不存在，do nothing；

pop()-->item，移除并返回任意的元素，为什么是任意元素？无序，不可以索引；空集返回KeyError异常；

clear()，移除所有元素，注意GC；

例：

In [33]: s.remove(2)

In [34]: s

Out[34]: {1, 3, 4}

In [35]: s.discard(5)

In [36]: s.pop()

Out[36]: 1

In [37]: s.pop()

Out[37]: 3

In [38]: s.pop()

Out[38]: 4

In [39]: s.pop()

---------------------------------------------------------------------------

KeyError                                  Traceback (most recent call last)

<ipython-input-39-c88c8c48122b> in <module>()

----> 1 s.pop()

KeyError: 'pop from an empty set'

set修改、查询：

修改，要么删除，要么加入新的元素，为什么没有修改？可变类型list,bytearray均不可hash；

查询，非线性结构无法索引；

遍历，可迭代所有元素；

成员运算符，in,not in，效率？很高，相当于用index遍历list，O(1)；

set成员运算符的比较：

list和set比较：

list随着值的增加耗时是数量级的增加；

set，随着值的增加，基本不变，适用于在集合中查找某个值，set中查时先转为key（hash值）再查；

set和线性结构：

线性结构的查询时间复杂度是O(n)，即随着数据规模的增大而增加耗时；

set,dict等结构，内部使用hash值作为key，时间复杂度可以做到O(1)，查询时间和数据规模无关；

可hashable类型：数值型（int,float,complex）；布尔型（True,False）；字符串（string,bytes）；tuple；None；以上都是不可变类型；

注：set的元素必须是可hashable的；

set基本概念：

全集，所有元素的集合，如实数集，所有实数组成的集合就是全集；

子集subset，超集superset，一个集合A所有元素都在另一个集合B内，A是B的子集，B是A的超集；

真子集和真超集，A是B的子集，且A不等于B，A就是B的真子集，B是A的真超集；

并集，多个集合合并的结果；

交集，多个集合的公共部分；

差集，集合中除去和其它集合公共部分；

集合运算：

并集：

将两个集合A和B的所有元素合并到一起，组成的集合称作集合A和集合B的并集；

union(*others)，返回多个集合合并后的新集合；

|，运算符重载，等同union(*others)；

update(*others)，和多个集合合并，就地修改；

|=，等同update(*others)；

例：

In [40]: s1={1,2,3}

In [41]: s2={2,3,4}

In [43]: s1.union(s2)

Out[43]: {1, 2, 3, 4}

In [44]: s1

Out[44]: {1, 2, 3}

In [45]: s2

Out[45]: {2, 3, 4}

In [47]: s3=s2.union(s1)

In [48]: s3

Out[48]: {1, 2, 3, 4}

In [49]: s1 | s2

Out[49]: {1, 2, 3, 4}

In [50]: s2 | s1

Out[50]: {1, 2, 3, 4}

In [51]: s3 |= {5,6} | {7,8}   #类似a += 1+2

In [52]: s3

Out[52]: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

交集：

集合A和B，属于A且属于B的元素组成的集合；

intersection(*others)，返回多个集合的交集；

&，等同intersection(*others)；

intersection_update(*others)，获取和多个集合的交集，并就地修改；

&=，等同intersection_update(*others)；

例：

In [53]: s1 & s2

Out[53]: {2, 3}

In [54]: s3=s1 & s2

In [55]: s3

Out[55]: {2, 3}

In [56]: s1.intersection(s2)

Out[56]: {2, 3}

In [57]: s2.intersection(s1)

Out[57]: {2, 3}

In [58]: s3.intersection_update(s2)

In [59]: s3

Out[59]: {2, 3}

In [60]: s3.intersection_update(s1)

In [61]: s3

Out[61]: {2, 3}

差集（常用）：

集合A和B，属于A但不属于B的元素组成的集合；

difference(*others)，返回多个集合的差集；

-，等同difference(*others)；

difference_update(*others)，获取和多个集合的差集，并就地修改；

-=，等同difference_update(*others)；

A-B=A-A∩B

A-B=A

A-B=环形

A-B=None

例：

In [62]: s1

Out[62]: {1, 2, 3}

In [63]: s2

Out[63]: {2, 3, 4}

In [64]: s3

Out[64]: {2, 3}

In [65]: s1-s2

Out[65]: {1}

In [66]: s2-s1

Out[66]: {4}

In [67]: s1-=s2

In [68]: s1

Out[68]: {1}

对称差集：

集合A和B，不属于A和B的交集元素组成的集合，记作(A-B)∪(B-A)；

symmetric_difference(other)，返回一个集合的差集；

^，等同symmetric_difference(other)；

symmetric_difference_update(other)，获取和另一个集合的差集，并就地修改；

^=，等同symmetric_difference_update(other)；

例：

In [70]: s1={1,2,3}

In [71]: s2

Out[71]: {2, 3, 4}

In [72]: s1^s2

Out[72]: {1, 4}

In [73]: s2^=s1

In [74]: s2

Out[74]: {1, 4}

In [75]: s1

Out[75]: {1, 2, 3}

issubset(other)，<=，判断当前集合是否是另一个集合的子集；

set1 < set2，判断set1是否是set2的真子集；

issuperset(other)，>=，判断当前集合是否是other的超集；

set1>set2，判断set1是否是set2的真超集；

isdisjoint(other)，当前集合和另一个集合有没有交集，没有交集返回True，用于判断交集；

例：

In [76]: s1={1,4,5,6}

In [77]: s2={1,3,4,5,6}

In [78]: s1>s2

Out[78]: False

In [79]: s1>=s2

Out[79]: False

In [80]: s1<s2

Out[80]: True

In [81]: s1<=s2

Out[81]: True

In [82]: s1.issubset(s2)

Out[82]: True

In [83]: s2.issuperset(s1)

Out[83]: True

In [84]: s1.issuperset(s1&s2)

Out[84]: True

In [85]: s3=set()

In [86]: {}>s3   #{}是dict，

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-86-f3e15203fad2> in <module>()

----> 1 {}>s3

TypeError: unorderable types: dict() > set()

In [88]: set() == s3

Out[88]: True

In [89]: s3={10}

In [90]: s1

Out[90]: {1, 4, 5, 6}

In [91]: s1.isdisjoint(s3)   #没有交集返回True

Out[91]: True

集合set应用：

共同好友：你好好友A,B,C，他的好友B,C,D，求共同好友？

{'A','B','C'}.intersection({'B','C','D'})

微信群提醒：xxx与群里其它人都不是微信朋友关系？

userid not in (A | B | C | D) 返回False，A,B,C,D为集合

权限判断：

有一个API，要求权限同时具备A,B,C才能访问，用户权限是B,C,D，判断用户是否能访问API？

A={'A','B','C'}

B={'B','C','D'}

A >= B返回False

A - B == set()   #方一，A-B为空集，B包含A

A.issubset(B)   #方二，A是B的子集

A & B == A   #方三

有一个API，要求权限具备A,B,C任意一项就可访问，用户权限是B,C,D，判断用户是否能访问该API？

A={'A','B','C'}

B={'B','C','D'}

A & B != set()   #方1，返回True

A.isdisjoint(B)   #方2，返回False表示有交集

一个总任务列表，存储所有任务，一个完成的任务列表，找出未完成的任务？

任务ID不可以重复；

所有任务ID放到一个set中，如A集合；

所有已完成的任务ID放到另一个set中，如B集合；

A - B = UNCOMPLETED，未完成任务ID；