在Python中，集合（Set）是一种无序且不包含重复元素的数据结构。集合的主要用途是成员关系测试和消除重复元素。
定义集合
集合使用大括号 {} 定义，元素之间用逗号分隔。
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# 定义一个空集合 |
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empty_set = set() |
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# 定义一个包含多个元素的集合 |
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numbers = {1, 2, 3, 4, 5} |
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# 集合自动去除重复元素 |
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duplicate_set = {1, 2, 2, 3, 3, 3} |
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print(duplicate_set) # 输出：{1, 2, 3} |
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# 集合中的元素必须是可哈希的（immutable），因此列表和字典不能直接作为集合元素 |
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# 以下代码会引发错误 |
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# invalid_set = {[1, 2], {1: 'a'}} |
访问集合元素
由于集合是无序的，你不能通过索引来访问集合中的元素。但是，你可以通过循环来遍历集合中的元素。
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# 遍历集合中的所有元素 |
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for number in numbers: |
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print(number) |
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# 输出： |
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# 1 |
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# 2 |
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# 3 |
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# 4 |
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# 5 |
添加元素到集合
你可以使用 add() 方法或 update() 方法来向集合中添加元素。
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# 使用add()方法添加单个元素 |
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numbers.add(6) |
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print(numbers) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6} |
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# 使用update()方法添加多个元素 |
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numbers.update([7, 8, 9]) |
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print(numbers) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} |
删除集合元素
你可以使用 remove() 方法来删除集合中的单个元素，或使用 discard() 方法来尝试删除元素（如果元素不存在则不会引发错误）。另外，pop() 方法可以删除并返回集合中的任意一个元素，而 clear() 方法可以清空整个集合。
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# 使用remove()方法删除元素 |
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numbers.remove(6) |
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print(numbers) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9} |
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# 使用discard()方法尝试删除元素 |
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numbers.discard(10) # 如果10不在集合中，则不会有任何影响 |
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print(numbers) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9} |
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# 使用pop()方法删除并返回集合中的任意元素 |
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popped_element = numbers.pop() |
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print(popped_element) # 输出集合中的一个元素，例如：9 |
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print(numbers) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 7, 8} |
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# 使用clear()方法清空集合 |
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numbers.clear() |
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print(numbers) # 输出：set() |
集合的交集、并集和差集
你还可以对集合执行数学上的集合运算，如交集、并集和差集。
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# 定义两个集合 |
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set_a = {1, 2, 3, 4} |
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set_b = {3, 4, 5, 6} |
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# 交集 |
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intersection = set_a & set_b |
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print(intersection) # 输出：{3, 4} |
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# 并集 |
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union = set_a | set_b |
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print(union) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6} |
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# 差集（set_a中存在但set_b中不存在的元素） |
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difference = set_a - set_b |
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print(difference) # 输出：{1, 2} |
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# 对称差集（在两个集合中只有一个存在的元素） |
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symmetric_difference = set_a ^ set_b |
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print(symmetric_difference) # 输出：{1, 2, 5, 6} |
集合在Python中是一种非常有用的数据结构，特别是在需要快速检查成员关系或消除重复元素时。由于集合是无序的，它们不支持索引操作，但提供了高效的集合运算和成员关系测试。
