Python3 集合

Python3 学习笔记 · 整理自菜鸟教程

一句话

集合（set）是无序、不重复的元素集，用 {} 或 set() 定义，专为成员判断与去重设计，支持并、交、差等数学运算。

要点

  • 去重：自动移除重复元素；set([1,1,2]) → {1, 2}。
  • 无序：不记录顺序，不能用下标访问，不能切片。
  • 元素可哈希：元素必须不可变且可哈希（列表不行，元组可以）。
  • 空集合：只能 set()，{} 是空字典。
  • 成员判断快：平均 O(1)，比列表 in 快很多。
  • 可变集合 set vs 不可变 frozenset：frozenset 可作字典键或集合元素。
  • 原地运算有 _update 版本：difference_update、intersection_update 等会直接改原集合。

语法 / 常用方法

语法/方法 说明 示例
s = {1, 2, 3} / set(iter) 定义集合 set("abc") → {'a','b','c'}
s.add(x) 添加一个元素 已存在则无操作
s.update(iter) 批量添加 s.update([4,5])
s.remove(x) 删除元素，不存在报 KeyError —
s.discard(x) 删除元素，不存在不报错 更安全
s.pop() 随机删除并返回一个元素 集合空报 KeyError
s.clear() 清空 → set()
s.copy() 浅拷贝 —
s.union(*others) / s | t 并集 {1} | {2} → {1,2}
s.intersection(t) / s & t 交集 {1,2} & {2,3} → {2}
s.difference(t) / s - t 差集（在 s 不在 t） {1,2} - {2} → {1}
s.symmetric_difference(t) / s ^ t 对称差（不同时在两者） {1,2} ^ {2,3} → {1,3}
s.issubset(t) / s <= t s 是否 t 的子集 {1} <= {1,2} → True
s.issuperset(t) / s >= t s 是否 t 的超集 —
s.isdisjoint(t) 两集合是否无交集 无交集 True
s.difference_update(t) 原地做差集 修改 s
s.intersection_update(t) 原地做交集 修改 s
s.symmetric_difference_update(t) 原地对称差 修改 s
x in s 成员判断（O(1)） —
len(s) 元素个数 —

代码示例

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
# ---- 创建与去重 ----
s = {1, 2, 3}
print(s)                     # {1, 2, 3}
d = set([1, 1, 2, 3, 3])     # 去重
print(d)                     # {1, 2, 3}
empty = set()                # 空集合（不能用 {}）
print(type(empty))           # <class 'set'>

# ---- 增删 ----
s.add(4)
s.update([5, 6])
print(s)                     # {1, 2, 3, 4, 5, 6}
s.remove(6)
s.discard(99)                # 99 不存在，不报错
print(s)                     # {1, 2, 3, 4, 5}

# ---- 成员判断与去重应用 ----
nums = [1, 2, 2, 3, 3, 3]
print(list(set(nums)))       # [1, 2, 3]  快速去重（顺序不保证）
print(3 in s)                # True

# ---- 集合运算 ----
a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
print(a | b)                 # {1,2,3,4,5,6}  并集
print(a & b)                 # {3,4}          交集
print(a - b)                 # {1,2}          差集
print(a ^ b)                 # {1,2,5,6}      对称差
print(a.union(b))            # 方法写法等价
print(a.intersection(b))

# ---- 子集 / 超集 ----
print({1, 2} <= a)           # True   子集
print(a >= {1, 2})           # True   超集
print(a.isdisjoint({9, 10})) # True   无交集

# ---- 原地运算 ----
c = {1, 2, 3}
c.difference_update({2})
print(c)                     # {1, 3}

# ---- frozenset 不可变 ----
fs = frozenset([1, 2, 3])
grid = {fs: "区域"}          # 可作字典键
print(grid[fs])              # 区域

易错点

  • 空集合写成 {} 是错的：{} 是空字典，空集合必须 set()。
  • 集合无序：不能 s[0]，也不能切片；要顺序请先 sorted(s)。
  • 元素必须可哈希：{ [1,2] } 报 TypeError（列表不可哈希）。
  • remove vs discard：删不存在的元素，remove 报 KeyError，discard 静默。
  • pop() 是随机删：不是删“第一个”，行为不可预期。
  • set 与 frozenset：需要放字典键或另一个集合里时用 frozenset。
  • 去重丢顺序：set 不保留原序，需保序去重可用 dict.fromkeys(lst)。
  • 运算符优先级：混合 | & - 时按位运算符优先级，必要时加括号。