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Python3 【集合】：使用示例参考手册

article 2025/2/1 4:03:57

Python3 【集合】：使用示例参考手册

Python 的集合（set）由于其无序性、唯一性和高效性，在许多场景中非常有用。以下是集合的经典应用场景及代码演示：

1. 去重

集合常用于从列表或其他可迭代对象中去除重复元素。

# 示例：列表去重
data = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]
unique_data = set(data)  # 转换为集合去重
print(unique_data)  # 输出: {1, 2, 3, 4, 5}

# 如果需要结果仍然是列表
unique_list = list(unique_data)
print(unique_list)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5]

2. 成员检测

集合的成员检测效率非常高（时间复杂度为 O(1)），适合用于快速判断元素是否存在。

# 示例：检查元素是否在集合中
fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
print("banana" in fruits)  # 输出: True
print("orange" in fruits)  # 输出: False

3. 集合运算

集合支持并集、交集、差集等数学运算，适合处理需要比较或合并数据的场景。

# 示例：集合运算
set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}

# 并集
union_set = set1 | set2
print(union_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4, 5, 6}

# 交集
intersection_set = set1 & set2
print(intersection_set)  # 输出: {3, 4}

# 差集
difference_set = set1 - set2
print(difference_set)  # 输出: {1, 2}

# 对称差集（只存在于一个集合中的元素）
symmetric_difference_set = set1 ^ set2
print(symmetric_difference_set)  # 输出: {1, 2, 5, 6}

4. 过滤重复数据

集合可以快速过滤掉重复数据，例如从日志中提取唯一的 IP 地址。

# 示例：从日志中提取唯一 IP 地址
logs = [
    "192.168.1.1 - GET /index.html",
    "192.168.1.2 - GET /about.html",
    "192.168.1.1 - POST /login",
    "192.168.1.3 - GET /index.html",
]

# 提取 IP 地址
ips = set(log.split()[0] for log in logs)
print(ips)  # 输出: {'192.168.1.1', '192.168.1.2', '192.168.1.3'}

5. 查找共同元素

集合的交集运算可以快速找到两个数据集中的共同元素。

# 示例：查找两个列表中的共同元素
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = [4, 5, 6, 7, 8]

common_elements = set(list1) & set(list2)
print(common_elements)  # 输出: {4, 5}

6. 集合的差集运算

差集运算可以用于从一个集合中剔除另一个集合中的元素。

# 示例：从集合中剔除特定元素
allowed_fruits = {"apple", "banana", "cherry", "orange"}
forbidden_fruits = {"banana", "orange"}

safe_fruits = allowed_fruits - forbidden_fruits
print(safe_fruits)  # 输出: {'apple', 'cherry'}

7. 统计唯一值

集合可以用于统计唯一值的数量。

# 示例：统计列表中唯一值的数量
data = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]
unique_count = len(set(data))
print(unique_count)  # 输出: 4

8. 集合的对称差集

对称差集可以用于找出两个集合中不重复的元素。

# 示例：找出两个集合中不重复的元素
set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}

symmetric_diff = set1 ^ set2
print(symmetric_diff)  # 输出: {1, 2, 5, 6}

9. 集合的子集和超集检测

集合提供了方法用于检测一个集合是否是另一个集合的子集或超集。

# 示例：子集和超集检测
set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 2, 3, 4, 5}

# 检测子集
print(set1.issubset(set2))  # 输出: True

# 检测超集
print(set2.issuperset(set1))  # 输出: True

10. 集合的更新操作

集合支持批量添加元素或与其他集合合并。

# 示例：更新集合
fruits = {"apple", "banana"}
fruits.update(["cherry", "orange"])  # 添加多个元素
print(fruits)  # 输出: {'apple', 'banana', 'cherry', 'orange'}

# 与其他集合合并
more_fruits = {"mango", "grape"}
fruits.update(more_fruits)
print(fruits)  # 输出: {'apple', 'banana', 'cherry', 'orange', 'mango', 'grape'}