初始Python篇（5）—— 集合_python集合

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所属专栏： Python

目录

集合

相关概念

集合的创建与删除

集合的操作符 

集合的相关操作方法 

集合的遍历 

集合生成式

列表、元组、字典、集合的区别

Python3.11新特性 

结构模型匹配 

字典合并运算符 

同步迭代

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集合

相关概念

Python中的集合是一个无序的不重复元素序列。也就是说这个集合是天然的去重容器，学过数据结构的小伙伴应该可以联想到 Set的用法。

集合中只能存储不可变数据类型。例如，整型、字符串、元组等，但像列表、字典等类型是不能够存放的。集合与列表、字典一样，都是Python中的可变数据类型。

集合是序列的一种，因此操作序列的相关方法也可以用来操作集合。

集合的创建与删除

语法：

# 使用{}创建集合s = {elem1,elem2,...,elemN}# 使用内置函数set()创建集合s = set(e) # e必须是可迭代的对象

代码演示：

# 1、使用{}创建集合s = {1,\'Hello\',(\'Python\',5)}print(s) # {1, (\'Python\', 5), \'Hello\'}# 2、使用内置函数set创建集合s = set([1,2,3,4]) # 列表是属于序列，即可迭代的对象print(s) # {1, 2, 3, 4}s = set(\'Hello Python\')print(s) # {\' \', \'P\', \'t\', \'e\', \'n\', \'H\', \'l\', \'h\', \'y\', \'o\'}# 创建空集合print({}, type({})) # {} print(set(), type(set())) # set() 

从上面的输出结果，我们也可以知道，集合是无序的。 

注意：创建空集合，只能使用 内置函数set ，而不能使用 {} 去创建。 

可迭代对象与序列的关系：序列是可迭代对象的一种。 

集合的删除也是使用 del 关键字：

del 集合名

集合的操作符 

由于Python中的集合与数学中的集合是一个概念，因此集合与集合也有一些操作。例如，交集等。

语法：

A = {e1,e2,...,eN}B = {elem1,elem2,...,elemN}# 交集A & B# 并集A | B# 差集A - B# 补集A ^ B

差集的结果是和前面的一个集合的结果有关，即前面一个集合中不在后面一个集合中出现的元素所组成的集合，便是差集。

代码演示：

A = {1,2,3,4,5}B = {1,3,5,7,9}# 交集print(A&B) # {1, 3, 5}# 并集print(A|B) # {1, 2, 3, 4, 5, 7, 9}# 差集print(A-B) # {2, 4}# 补集print(A^B) # {2, 4, 7, 9}

集合的相关操作方法 

方法 描述 s.add(x) 如果x不在集合s中，则将x添加到集合s s.remove(x) 如果x在集合中，将其删除，如果不在集合中，程序报错 s.clear() 清除集合中所有元素

代码演示：

s = {1,2,3,4,5}s.add(8)print(s) # {1, 2, 3, 4, 5, 8}s.remove(3)print(s) # {1, 2, 4, 5, 8}s.clear()print(s) # set()

集合的遍历 

语法：

# 1、使用for循环遍历for item in s: print(item)# 2、使用enumerate函数遍历for index,item in enumerate(s): print(index,item)# index 是序号，可以手动修改的

代码演示：

# 1、通过for循环遍历s = {1,2,3,4,5}for item in s: print(item,end=\' \')print()# 2、使用enumerate函数遍历for index,item in enumerate(s): print(index,\'-->\',item)# 0 --> 1# 1 --> 2# 2 --> 3# 3 --> 4# 4 --> 5

集合生成式

语法：

s = {i for i in range(1,5)}

代码演示：

# 集合生成式s = {random.randint(1,100) for i in range(1,5)}print(s) # {34, 2, 82, 7} --> 随机输出的

到现在为止，Python中的数据类型基本上已经学完了。我们现在回过头来看，发现这些数据类型也是有很多的相似之处的。例如，生成式、遍历、可变数据类型的相关操作方法等这些基本上框架都是一样的。这也有利于我们学习记忆。

列表、元组、字典、集合的区别

Python3.11新特性 

结构模型匹配 

虽然Python中没有与C语言、Java那样的switch-case 语句，但在Python3.11之后加入了结构模式匹配，虽不如switch-case那样灵活，但是也是可以避免多重 if-else 造成的可读性差。

data = eval(input(\'请输入你的成绩：\'))if data < 60: print(\'你的成绩等级是：E\')elif 60 <= data < 70: print(\'你的成绩等级是：D\')elif 70 <= data < 80: print(\'你的成绩等级是：C\')elif 80 <= data < 90: print(\'你的成绩等级是：B\')elif 90 <= data <= 100: print(\'你的成绩等级是：A\')else: print(\'输入错误\')

上面是多重 if-else 的语句，下面我们来使用match-case语句：

data = eval(input(\'请输入你的成绩：\'))match data: # data表示要匹配的数据 case _ if data < 60: # _表示匹配任何值，也就是通配符 print(\'你的成绩等级是：E\') case _ if 60 <= data < 70: print(\'你的成绩等级是：D\') case _ if 70 <= data < 80: print(\'你的成绩等级是：C\') case _ if 80 <= data < 90: print(\'你的成绩等级是：B\') case _ if 90 <= data <= 100: print(\'你的成绩等级是：A\') case _: print(\'输入错误\')

case 后面的 \"_\" 是一个通配符，必须写上。

上面是match-case的标准写法， 还有一些简略写法：

对于可以直接匹配的情况：

data = 30match data: case _ if data == 10: print(data) case _ if data == 20: print(data) case _ if data == 30: print(data) # 上面三种都是标准写法，下面就是更简单的写法 case 40: # 这是 data == 40 的简略写法 print(40) case 50: print(50) case _: # 上面的都匹配不成功时，会执行这里的 print(\'匹配失败\')

如果想要进行范围匹配，例如，上面我们在匹配成绩等级时，这种情况就只能是在 通配符后面加上 if语句 进行判断了。

除了，可以匹配数据之外，还能匹配数据类型。

type = type(eval(input(\'请输入要匹配的类型：\')))match type: case _ if type == str: print(\'This is a string\') case _ if type == int: print(\'This is an integer\') case _ if type == float: print(\'This is a float\') case _ if type == list: print(\'This is a list\') case _ if type == dict: print(\'This is a dictionary\') case _ if type == tuple: print(\'This is a tuple\') case _ if type == set: print(\'This is a set\') case _: print(\'This is None\')

其实只要我们理解最标准的写法， 剩下的也就是使用 if语句去进行判断了。

字典合并运算符 

字典合并运算符使用的是 \"|\"

代码演示：

d1 = {\'cat\':\'小猫\', \'dog\':\'小狗\'}d2 = {\'people\':\'人类\',\'animal\':\'动物\'}merge_dict = d1 | d2print(merge_dict)print(d1)print(d2)

运行效果： 

同步迭代

当需要同时遍历多个对象时，就可以使用同步迭代的方式。

代码演示：

list1 = [\'dog\', \'cat\', \'bird\', \'fish\']list2 = [1,2,3,4]# 通过zip函数将两个对象压缩成一份，然后再去遍历这个一份，达到同时遍历两个的效果for l1,l2 in zip(list1, list2): match l1,l2: case _ if l1 == \'dog\' and l2 == 1: print(\'一只单身狗\') case _ if l1 == \'cat\' and l2 == 2: print(\'两个恋爱的小猫\') case _ if l1 == \'bird\' and l2 == 3: print(\'一家幸福的三口子\') case _ if l1 == \'fish\' and l2 == 4: print(\'四个幸福加倍的一家人\') case _: print(\'匹配失败\')

运行效果：

因为这里使用了for循环去遍历，因此最终的效果就是 全部都匹配成功了。

注意：

1、在压缩的过程中，将两个对象中的元素的对应位置进行相互匹配，这里我们使用的是列表，因此最终的匹配都会成功，如果我们使用的是集合这种无序的数据结构去存储的话，就可能会匹配失败。

2、当压缩的对象的元素个数不相等时，是以元素个数少的对象作为基准来进行压缩的，后面的就会自动舍弃。例如，当一个对象有5个元素，另一个对象有10个元素，那么最终压缩的结果就是以5个元素为基准。

好啦！本期 初始Python篇（5）—— 集合 的学习之旅就到此结束啦！我们下一期再一起学习吧！