一、集合简介

集合（set）是Python中的一种无序且不重复元素的容器类型。它基于哈希表实现，因此查找和插入操作的时间复杂度接近于O(1)。集合非常适合用于成员测试、去重等场景。

创建集合

• 使用花括号{}（注意：空集合不能用{}表示，要用set()）
• 使用set()构造函数将其他可迭代对象转换为集合

# 方法1：使用花括号
fruits = {'apple', 'banana', 'orange'}

# 方法2：使用set()构造函数
numbers = set([1, 2, 3, 4, 5])
empty_set = set()  # 创建空集合

二、集合的基本操作

添加元素

• 使用add()方法添加单个元素
• 使用update()方法添加多个元素（可以是另一个集合、列表等）

# 添加单个元素
fruits.add('grape')

# 添加多个元素
fruits.update(['mango', 'pear'])

删除元素

• 使用remove()方法删除指定元素，如果元素不存在则抛出KeyError
• 使用discard()方法删除指定元素，如果元素不存在不会报错
• 使用pop()方法随机删除并返回一个元素（集合是无序的，所以无法确定删除哪个元素）

# 删除元素
fruits.remove('apple')  # 如果'apple'不存在会抛出KeyError
fruits.discard('banana')  # 即使'banana'不存在也不会报错

# 随机删除一个元素
random_fruit = fruits.pop()
print(random_fruit)

清空集合

使用clear()方法清空集合中的所有元素

fruits.clear()

三、集合运算

并集（Union）

使用|运算符或union()方法获取两个集合的并集

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}

union_set = set1 | set2  # 或者使用 union_set = set1.union(set2)
print(union_set)  # 输出 {1, 2, 3, 4, 5}

交集（Intersection）

使用&运算符或intersection()方法获取两个集合的交集

intersection_set = set1 & set2  # 或者使用 intersection_set = set1.intersection(set2)
print(intersection_set)  # 输出 {3}

差集（Difference）

使用-运算符或difference()方法获取一个集合相对于另一个集合的差集

difference_set = set1 - set2  # 或者使用 difference_set = set1.difference(set2)
print(difference_set)  # 输出 {1, 2}

对称差集（Symmetric Difference）

使用^运算符或symmetric_difference()方法获取两个集合的对称差集（即不在两个集合交集中出现的元素）

sym_diff_set = set1 ^ set2  # 或者使用 sym_diff_set = set1.symmetric_difference(set2)
print(sym_diff_set)  # 输出 {1, 2, 4, 5}

四、集合的常用方法

• issubset()：判断是否为子集
• issuperset()：判断是否为超集
• isdisjoint()：判断两个集合是否有交集

set_a = {1, 2, 3}
set_b = {1, 2}
set_c = {4, 5}

print(set_b.issubset(set_a))  # 输出 True
print(set_a.issuperset(set_b))  # 输出 True
print(set_a.isdisjoint(set_c))  # 输出 True

五、遍历集合

由于集合是无序的，遍历时元素的顺序不确定。

for item in fruits:
    print(item)

六、应用场景

集合在实际应用中非常广泛，例如：

• 去重：从列表中去除重复元素。
• 成员测试：快速检查某个元素是否存在于集合中。
• 集合运算：处理数据集之间的交集、并集、差集等操作。

# 去重示例
items = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]
unique_items = set(items)
print(unique_items)  # 输出 {1, 2, 3, 4, 5}