本课介绍Python集合数据类型。集合不同于列表和元组类型，集合存储的元素是无序且不能重复的，同数学中的集合一样，集合可以执行集合的并、交、差运算。通过本课的学习，可以掌握集合类型的使用方法。

术语hashable

说一个对象是hashable，是指这个对象是可哈希的，一个对象可哈希是指这个对象可以被内置函数hash计算出哈希值。hash函数声明如下：

hash(object)

函数返回该object对象的哈希值（如果它有的话），返回的哈希值是一个整数。

可哈希性使得对象能够作为字典键或集合成员使用，因为这些数据类型要在内部使用对象的哈希值。

大多数 Python 中不可变类型的对象都是可哈希的，可变容器类型（例如列表或字典）都不可哈希；不可变容器类型（例如元组和 frozenset）仅当它们的元素均为可哈希时才是可哈希的。

 认识集合类型

在数学概念中，集合是由一个或多个确定的元素构成的整体。具体来说是指具有某种特定性质、具体的或抽象的对象汇总成的集体，这些对象称为该集合的元素或成员。例如，在整数集合中，数值…、-1、0、1、2…是整数集合的元素。

在Python语言中，提供了集合类型，集合类型存储的元素无序且不能重复，作为一种无序的多项集，集合并不记录元素位置或插入顺序，相应地，集合也不支持索引、切片或其他序列类的操作。

目前，Python提供了两种集合类型，set 和 frozenset。set 类型是可变的 其内容可以使用 add() 和 remove() 这样的方法来改变。由于是可变类型，它没有哈希值，因此不能被用作字典的键或其他集合的元素。frozenset 类型是不可变的并且是hashable，其内容在被创建后不能再改变；因此它可以被用作字典的键或其他集合的元素。

创建一个set对象，需要使用{}括起来，set对象的元素都在{}括号内，元素之间用英文逗号分隔。

案例代码：

>>> s = {"java","Pyhon","C++"}
>>> t = {30,20,10}
>>> type(s)
<class 'set'>
>>>

set类型的对象也可以通过Python的内置函数set来创建，frozenset类型的对象只能通过Python的内置函数frozenset来创建。

set函数和frozenset函数具有相同的声明：

class set([iterable])
class frozenset([iterable])

参数iterable是可迭代对象，创建的集合对象的元素来自于iterable，iterable的元素必须是hashable。若没有给出iterable，函数将返回一个空的集合对象。

案例代码：

>>> # 创建set对象
>>> s = set(["java","C++"])
>>> print(s)
{'java', 'C++'}
>>> # 创建frozenset对象
>>> f = frozenset(["java","C++"])
>>> print(f)
frozenset({'java', 'C++'})

 集合运算

set对象和frozenset都支持集合运算，集合运算主要有求集合的并集、交集、差集、对称差集运算。

集合的并集运算

集合的并集运算是把两个集合合并成一个新的集合，集合合并后重复的成员被删除。在Python语言中，使用集合运算符‘|’或集合对象的union(*others)方法，来执行集合的合并运算。

案例代码：

>>> #创建集合对象s1
>>> s1 = set(['变量','赋值','类','成员'])
>>> #创建集合对象s2
>>> s2 = set(['变量','赋值','接口','API'])
>>> #求s1和s2的并集
>>> A = s1 | s2
>>> print(A)
{'赋值', '成员', '变量', 'API', '类', '接口'}
>>> # 使用union方法求s1和s2的并集
>>> B = s1.union(s2)
>>> print(B)
{'赋值', '成员', '变量', 'API', '类', '接口'}
>>>

集合的交集运算

集合的交集运算是求两个集合的共有成员，两个集合执行交集运算后返回新的集合，该集合中的每个元素同时是两个集合中的成员。在Python语言中，使用符号‘&’或集合对象的intersection(*others)方法，来执行集合的交集运算。

案例代码

>>> #创建集合对象s1
>>> s1 = set(['变量','赋值','类','成员'])
>>> #创建集合对象s2
>>> s2 = set(['变量','赋值','接口','API'])
>>> #求s1和s2的交集
>>> A = s1 & s2
>>> print(A)
{'赋值', '变量'}
>>> # 使用intersection方法求s1和s2的并集
>>> B = s1.intersection(s2)
>>> print(B)
{'赋值', '变量'}

集合的差集运算

集合的差集运算是求A集合与B集合之间的差值，A集合与B集合执行差集运算后返回新的集合，该集合的元素，只属于集合A，而不属于集合B。在Python语言中，使用符号‘-’或difference(*others)方法，来执行集合的差集运算。

案例代码：

>>> #创建集合对象s1
>>> s1 = set(['变量','赋值','类','成员'])
>>> #创建集合对象s2
>>> s2 = set(['变量','赋值','接口','API'])
>>> #求s1和s2的差集
>>> A = s1 - s2
>>> print(A)
{'类', '成员'}
>>> # 使用difference方法求s1和s2的差集
>>> B = s1.difference(s2)
>>> print(B)
{'类', '成员'}

集合的对称差集运算

集合的对称差集运算是集合的异或运算，A集合与B集合执行对称差集运算后返回新的集合，该集合中的元素只能是属于A集合或B集合的成员，不能同时属于A和B集合。在Python语言中，使用符号‘^’或集合对象的symmetric_difference方法，来执行集合的对称差集运算。

案例代码：

>>> #创建集合对象s1
>>> s1 = set(['变量','赋值','类','成员'])
>>> #创建集合对象s2
>>> s2 = set(['变量','赋值','接口','API'])
>>> #求s1和s2的对称差集
>>> A = s1 ^ s2
>>> print(A)
{'类', '成员', 'API', '接口'}
>>> # 使用symmetric_difference方法求s1和s2的对称差集
>>> B = s1.symmetric_difference(s2)
>>> print(B)
{'类', '成员', 'API', '接口'}

集合元素的访问操作

集合类型的set和frozenset对象都支持下表所列出的操作。表中的s是指set和frozenset对象。

注释

（1）isdisjoint(other)是集合类型的方法，该方法用于检测对象s和other对象有没有共同的元素，如没有返回True。参数other是集合对象。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.isdisjoint({"php"})
True
>>> s.isdisjoint({"java"})
False
>>>

（2）issubset(other)是集合类型的方法，该方法用于检测对象s的元素是否都在对象other中。若在返回True。参数other是集合对象。

Python也提供了下面的运算符完成该方法同样的功能。

set <= other

运算符 “<=” 用于检测set对象的每个元素是否都在 other 之中。

set < other

运算符 “<” 用于检测set集合是否为 other 的真子集。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.issubset({"Python","java","C++"})
True
>>> s <= {"Python","java","C++"}
True
>>> s < {"Python","java","C++","PHP"}
True

（3）issuperset(other)是集合类型的方法，该方法用于检测other 中的每个元素是否都在集合s之中。

Python也提供了下面的运算符完成该方法同样的功能。

set >= other

运算符 “>=” 用于检测other集合的每个元素是否都在集合s 之中。

set > other

运算符 “>” 用于检测集合s是否为 other 的真超集。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.issuperset({"Python","java","C++"})
True
>>> s >= {"Python","java","C++"}
True
>>> s > {"Python","java","C++"}
False
>>>

要访问集合内的单个元素，需要先将集合转换为列表，然后再访问。

例如：

# A为集合元素
A = {1,2,5}
# 集合元素转换为列表元素
B = list(A)
temp = B[1]
1.1.1 集合的遍历
遍历集合可以使用for循环。
goods = {"牛奶","面包","牛肉"}
for item in goods:
        print(item)

 集合元素的更新操作

集合元素的更新操作只能用于set集合对象，不能用于frozenset集合对象。下表列出了set集合对象支持的更新操作。

下表中的s是set集合对象，other为集合对象。非运算符版本的update(), intersection_update(), difference_update() 和 symmetric_difference_update() 方法的other参数可为任意可迭代对象。

注释

（1）update(*others)是set集合对象的方法，该方法将 others 中的所有元素添加到集合s。参数other可以是任意的可迭代对象。

 Python也提供了下面的运算符完成该方法同样的功能。

set |= other | ...

其中set和other都为集合对象。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.update(["php","HTML"])
>>> print(s)
{'Python', 'C++', 'php', 'java', 'HTML'}
>>> s |= {"Node"}
>>> print(s)
{'Python', 'C++', 'php', 'Node', 'java', 'HTML'}
>>>

（2）intersection_update(*others)是set集合对象的方法，该方法更新集合s，只保留在others 中也存在的元素。参数other可以是任意的可迭代对象。

Python也提供了下面的运算符完成该方法同样的功能。

set &= other & ...

其中set和other都为集合对象。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.intersection_update(["Python","java"])
>>> print(s)
{'Python', 'java'}
>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s &= {"Python","java"}
>>> print(s)
{'Python', 'java'}
>>>

（3）difference_update(*others) 是set集合对象的方法，该方法更新集合s，移除其中也存在于 others 中的元素。参数other可以是任意的可迭代对象。

Python也提供了下面的运算符完成该方法同样的功能。

set -= other | ...

其中set和other都为集合对象。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.difference_update(["java"])
>>> print(s)
{'Python', 'C++'}
>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s -= {"java"}
>>> print(s)
{'Python', 'C++'}
>>>

（4）symmetric_difference_update(other) 是set集合对象的方法，该方法更新集合s，只保留存在于集合的一方而非共同存在的元素。参数other可以是任意的可迭代对象。

Python也提供了下面的运算符完成该方法同样的功能。

set ^= other

其中set和other都为集合对象。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.symmetric_difference_update({"Python"})
>>> print(s)
{'C++', 'java'}
>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s ^= {"Python"}
>>> print(s)
{'C++', 'java'}
>>>

（5）add(elem)是set集合对象的方法，该方法将元素 elem 添加到集合s。elem是hashable。

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.add((10,20))
>>> print(s)
{'java', 'C++', (10, 20), 'Python'}
>>>

（6）remove(elem) 是set集合对象的方法，该方法从集合s移除元素 elem。 如果 elem 不存在于集合s则会引发 KeyError异常

案例代码：

>>> s = {"Python","java","C++"}
>>> s.remove("Python")
>>> print(s)
{'java', 'C++'}
>>>