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Python学习记录7——集合set()的使用指南

news 来源：原创 2025/6/10 14:24:18

文章目录

引言
一、集合特性
二、创建方式
三、元素操作
- 1、添加元素
- - （1）add(element)
  - （2）update(iterables)
- 2、删除元素
- - （1）remove(element)
  - （2）discard(element)
  - （3）pop( )
  - （4）clear( )
四、集合运算
- 1、标准运算方法
- - （1）并集运算 union(*others)
  - （2）交集运算 intersection(*others)
  - （3）差集运算 difference(*others)
五、集合关系判断
- 1、包含关系
- - （1）issubset(other)
  - （2）issuperset(other)
- 2、互斥判断
- - （1）isdisjoint(other)
六、不可变集合frozenset
- 1、特性说明
- 2、使用示例
七、最佳实践场景
- 1、数据去重
- 2、关系验证
- 3、海量数据查找

引言

在Python中，集合（set）是一种无序、可变且元素唯一的数据容器，常用于去重操作和数学集合运算。本文记录集合的所有方法，通过代码示例帮助自己，也帮助读者查询学习这一重要数据结构。

一、集合特性

Python中集合有以下特性：

元素唯一性：集合中的所有元素只能出现一次，如果重复添加，集合会自动过滤重复项；
无序存储：不支持通过索引的方式访问；
可变对象：支持对集合内的元素进行增删操作；
哈希元素：只能包含不可变类型数据（如int，float等数字类型、字符串类型、元组(tuple)类型等）。

二、创建方式

# 正确创建方法
empty_set = set()          # 空集合
num_set = {1, 2, 3}        # 直接初始化
list_set = set([1,2,2,3])  # 列表转集合 → {1,2,3}# 错误示范
not_set = {}               # 实际创建的是字典

三、元素操作

1、添加元素

（1）add(element)

功能：添加单个元素
特性：时间复杂度O(1)
注意：元素必须可哈希

s = {1, 2}
s.add("apple")     # 添加字符串
print(s)           # 输出：{1, 2, 'apple'}
s.add([1,2])       # 报错！列表不可哈希

（2）update(iterables)

功能：批量添加可迭代对象元素
参数：支持多个可迭代参数
返回值：None（直接修改原集合）

s = {1, 2}
s.update([3,4], "ab", (5,))
print(s)  # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 'a', 'b'}

2、删除元素

（1）remove(element)

功能：精确删除指定元素
风险：元素不存在时触发KeyError

s = {1,2,3}
s.remove(2)     # 成功 → {1,3}
s.remove(5)     # KeyError: 5

（2）discard(element)

功能：安全删除元素
优点：元素不存在时不报错

s = {1,2,3}
s.discard(2)    # 成功 → {1,3}
s.discard(5)    # 静默失败

（3）pop( )

特性：随机删除元素（因集合无序）
返回值：被删除的元素
风险：空集合调用触发KeyError

s = {'a', 'b', 'c'}
val = s.pop()   # 可能返回任意元素
print(f"删除的元素：{val}")

（4）clear( )

功能：清空所有元素
内存：保留集合对象

s = {1,2,3}
s.clear()
print(s)  # 输出：set()

四、集合运算

1、标准运算方法

（1）并集运算 union(*others)

a = {1,2}; b = {2,3}
result = a.union(b)        # {1,2,3}
# 等效运算符 |
print(a | b | {4})         # {1,2,3,4}

（2）交集运算 intersection(*others)

a = {1,2,3}; b = {2,3,4}
print(a.intersection(b))   # {2,3}
# 多集合操作
print(a & b & {2,5})       # {2}

（3）差集运算 difference(*others)

a = {1,2,3}; b = {2,4}
print(a.difference(b))      # {1,3}
# 连续减法
print(a.difference(b, {3})) # {1}

五、集合关系判断

1、包含关系

（1）issubset(other)

{2}.issubset({1,2,3})  # True
{1,2}.issubset({1})    # False

（2）issuperset(other)

{1,2,3}.issuperset({2,3})  # True
{2,3}.issuperset({1,2,3})  # False

2、互斥判断

（1）isdisjoint(other)

# 用户标签系统应用示例
user_tags = {"python", "AI"}
article_tags = {"java", "database"}
if user_tags.isdisjoint(article_tags):print("无关联内容")

六、不可变集合frozenset

1、特性说明

禁止修改操作
可哈希特性 → 可作为字典键
继承所有非破坏性集合方法

2、使用示例

fs = frozenset([1,2,3])
new_fs = fs.union({4})  # 创建新对象
dict_key = {fs: "value"}  # 合法字典键

七、最佳实践场景

1、数据去重

# 快速去重并保持顺序
def deduplicate(items):seen = set()return [x for x in items if not (x in seen or seen.add(x))]

2、关系验证

# 权限系统示例
user_roles = {"admin", "editor"}
required_roles = {"admin"}
if required_roles.issubset(user_roles):print("权限验证通过")

3、海量数据查找

# 10万级数据快速存在性检测
big_data = set(range(100000))
print(99999 in big_data)  # 毫秒级响应

Python学习记录7——集合set()的使用指南

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