集合 set

集合 ( set ) 就像是“只有键，没有值”的字典，一个集合里所有的键都不会重复，因为集合不会包含重复的数据的特性，常用来进行去除重复的字元、或判断元素间是否有交集、联集或差集之类的关联性。

快速导览：建立集合、add() 加入项目、移除项目、交集、联集、差集、对称差集、 子集合、超集合、len() 取得长度、in 检查是否存在、复制字典

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

建立集合

集合由“数字、字串或布尔”所组成，同一个集合里的项目，可以是不同的型别，建立集合有两种方式：

• set()

  使用 set() 可以建立空集合，或将串列、tuple、字串或字典转换为集合，使用的方法为“set(要變成集合的元素)”。

  如果建立时出现重复的项目，只会保留一个，如果是字典，只会保留键，如果是布尔，True 等同 1，False 等同 0。

  a = set()
  b = set([1,2,3,4,5,1,2,3,4,5])
  c = set({'x':1,'y':2,'z':3})
  d = set('hello')
  print(a)   # set()
  print(b)   # {1, 2, 3, 4, 5}  只留下不重複的部分
  print(c)   # {'x', 'y', 'z'}  如果是字典，只保留鍵
  print(d)   # {'l', 'o', 'h', 'e'}  只留下不重複的部分
  

• 大括号 {}

  如果不是空集合，可以使用“{項目}”建立集合 ( 单纯写大括号，会变成“空字典” )。

  a = {0,1,2,3,'a','b',False}
  print(a)  # {0, 1, 2, 3, 'a', 'b'}  False 等同於 0，所以只保留 0
  

add() 加入项目

使用“集合.add(項目)”可以将某个项目加入集合中，下面的程序会将 x 和 y 两个文字加入 a 集合。

a = {0,1,2,3,4,5}
a.add('x')
a.add('y')
print(a)   # {0, 1, 2, 3, 4, 5, 'x', 'y'}

移除项目

有两种方法可以移除集合里的某个项目：

• remove()

  使用“集合.remove(項目)”，可以将指定的项目移除，不过如果该项目不存在，就会执行错误。

  a = {0,1,2,3,'x','y','z'}
  a.remove('x')
  print(a)   # {0, 1, 2, 3, 'y', 'z'}
  

• discard()

  如果不希望在移除项目时发生执行错误的状况，可以使用“集合.discard(項目)”，将指定项目移除

  a = {0,1,2,3,'x','y','z'}
  a.discard('x')
  a.discard('a')   # 不會發生錯誤
  print(a)         # {0, 1, 2, 3, 'y', 'z'}
  

交集、联集、差集、对称差集

集合有四种运算型态，分别是“交集、联集、差集、对称差集”，透过下图可以了解四种运算型态。

使用集合运算有两种方法，一种是使用特定的方法，另外一种则是使用“符号”( 集合运算子 )

下方的程序，会呈现进行 a 对 b 进行集合运算后的结果。

a = {1,2,3,4,5}
b = {3,4,5,6,7}

# 交集
print(a.intersection(b))   # {3, 4, 5}
print(a&b)                 # {3, 4, 5}
# 聯集
print(a.union(b))          # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
print(a|b)                 # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
# 差集
print(a.difference(b))     # {1, 2}
print(a-b)                 # {1, 2}
# 對稱差集
print(a.symmetric_difference(b))  # {1, 2, 6, 7}
print(a^b)                        # {1, 2, 6, 7}

子集合、超集合

假设有 A、B 两个集合，超集合和子集合的关系可以参考下图：

下面的程序列出四个集合，使用“大于、小于、等于”可以呈现彼此的关系，从印出的结果可以看到各个集合之间的关系。

a = {1,2,3,4,5,6,7}
b = {3,4,5,6,7}
c = {1,2,3,4,5,6,7}
d = {6,7,8,9}

print(a<=a)   # True 自己是自己的子集合
print(b<=a)   # True b 是 a 的子集合
print(b<a)    # True b 也是 a 的真子集合 ( 因爲沒有等於，完全包含 )
print(c<=a)   # True c 是 a 的子集合
print(a<=c)   # True a 也是 c 的子集合
print(d<a)    # False d 和 a 沒有子集合或超集合關係

此外，使用“b.issubset(a)”方法可以检测 b 是否为 a 的子集合、“a.issuperset(b)”方法可以检测 a 是否为 b 的超集合。

a = {1,2,3,4,5,6,7}
b = {3,4,5,6,7}
c = {1,2,3,4,5,6,7}
d = {6,7,8,9}

print(b.issubset(a))     # True b 是 a 的子集合
print(a.issuperset(b))   # True a 是 b 的超集合
print(c.issubset(a))     # True c 是 a 的子集合
print(d.issubset(a))     # Fasle d 不是 a 的子集合

len() 取得长度

使用“len(集合)”可以回传某个集合的长度 ( 有几个元素 )。

a = {1,2,3,4,5,6,7}
print(len(a))   # 7

in 检查是否存在

使用“元素 in 集合”可以检查集合中是否存在某个元素，如果存在就是 True，不存在就是 False ( 使用“元素 not in 集合”可以判断不存在 )。

a = {'a','b','c','d',1,2,3}
print('b' in a)    # True
print(2 in a)      # True
print(99 in a)     # False

意见反馈