Python集合set和frozenset的内建方法详解
前言
集合是集合一种组合型的数据类型，分为可变的内建set和不可变的frozenset。
软件环境
系统 UbuntuKylin 14.04 软件 Python 2.7.3 IPython 4.0.0可变集合Set
集合set是详解一种无序的、唯一的集合的元素集，与数学中集合的内建概念类似，可对其进行交、详解并、集合差、内建补等逻辑运算。详解不支持索引、集合切片等序列操作，内建但仍支持成员关系运算符in-not in、详解推导式等操作。集合在特定的内建场合中可以体现出非常优秀的执行效率。
set()函数创建集合
set(iterable) -> new set object其中iterable可以是详解List、Tuple、Dictionary。但是为dict时，只会获取提Key作为set的元素。
n [12]: s = set([1,2,3]) In [13]: s Out[13]: { 1, 2, 3} In [14]: type(s) Out[14]: set In [141]: s2 = set(jmilk) In [142]: s2 Out[142]: { i, j, k, l, m}注意：set()函数只能接受迭代器(String、高防服务器Tuple、List、Dict、set)作为参数。
In [180]: s1 = set(1) --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-180-8804a520da97> in <module>() ----> 1 s1 = set(1) TypeError: int object is not iterable传递一个非迭代器参数时会报错。
创建空集合
set() -> new empty set object通过上面的例子，可见set类型数据和dict类型一样也是使用{ }来标识，但是需要注意的是：dict类型可以使用dic = { }来创建一个空字典，set类型却不能，只能通过s = set()来创建。
In [15]: s = set() In [16]: s Out[16]: set() In [17]: d = { } In [18]: d Out[18]: { } In [20]: type(s),type(d) Out[20]: (set, dict)注意：因为set()是一个可变的集合，其元素的数量是不固定的，所以有add()、remove()方法。但也因为其可变性所以set()类型的对象没有散列值(哈希值)，同时也不能作为dict对象的key和其他set对象的元素。
哈希值：将长度不一的输入数据源，通过算法转换为长度一致的数据输出，云服务器提供商以此来提高查找速度。
MD5：对文件或者数据源(字符串、数值)进行计算后得到一个固定的值，用来验证文件或数据源是否被篡改。一般用于文件的数字签名。
集合元素的唯一性
无论是set还是frozenset中的元素都是唯一的，会自动合并重叠元素。
In [17]: li = [1,2,3,1,1,2,a,b,a] In [18]: s1 = set(li) In [19]: s2 = frozenset(li) In [20]: s1,s2 Out[20]: ({ 1, 2, 3, a, b}, frozenset({ 1, 2, 3, a, b}))集合推导式
由一个迭代器推倒出一个新的集合。
In [175]: set(x**2 for x in range(1,6) if x < 4) Out[175]: { 1, 4, 9}set类型对象的内置方法
add()增加一个元素
add(…)
Add an element to a set.
This has no effect if the element is already present.
增加一个元素到set对象中，如果这个元素已经存在，则没有效果。
In [41]: s1 = set(range(10)) In [42]: s1 Out[42]: { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} In [43]: s1.add(10) In [44]: s1 Out[44]: { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}remove()删除一个元素
remove(…)
Remove an element from a set; it must be a member.
If the element is not a member, raise a KeyError.
指定删除set对象中的一个元素，如果集合中没有这个元素，则返回一个错误。
In [47]: s1 Out[47]: { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} In [48]: s1.remove(0) In [49]: s1 Out[49]: { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}一次只能删除i个元素。
pop()随机删除并返回一个元素
pop(…)
Remove and return an arbitrary set element.
Raises KeyError if the set is empty.
随机删除并返回一个集合中的元素，若集合为空，则返回一个错误。
In [65]: s2 = set([j,m,i,l,k]) In [66]: s2.pop() Out[66]: i In [67]: s2.pop() Out[67]: kdiscard()删除一个元素
discard(…)
Remove an element from a set if it is a member.
If the element is not a member, do nothing.
指定删除集合中的一个元素，服务器租用若没有这个元素，则do nothing。
In [90]: s1 Out[90]: { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} In [91]: s1.discard(1) In [92]: s1 Out[92]: { 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} In [93]: s1.discard(abc) In [94]: s1 Out[94]: { 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}clear()
clear(…)
Remove all elements from this set.
清空一个集合中的所有元素
In [94]: s1 Out[94]: { 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} In [95]: s1.clear() In [96]: s1 Out[96]: set()注意：上面列出的函数都是可变类型set对象独有的函数，除此之外还有一些set和frozenset共有的内置函数，我们后面再介绍。
不可变集合Frozenset
frozenset冻结集合，即不可变集合。frozenset的元素是固定的，一旦创建后就无法增加、删除和修改。其***的优点是使用hash算法实现，所以执行速度快，而且frozenset可以作为dict字典的Key，也可以成为其他集合的元素。
frozenset()创建一个frozenset集合
frozenset(object) frozenset() -> empty frozenset object frozenset(iterable) -> frozenset object Build an immutable unordered collection of unique elements.创建的固定的无序集合
In [108]: f1 = frozenset() #空的frozenset集合 In [109]: f2 = frozenset([1,2,3,JMilk]) In [110]: f1,f2 Out[110]: (frozenset(), frozenset({ 1, 2, 3, JMilk}))set能够与frozenset作比较
In [4]: s1 = set([1,2,3]) In [5]: s2 = frozenset([1,2,3]) In [6]: s1 == s2 Out[6]: Trueset和frozenset的混合运算
两种类型集合之间的混合运算会返回***个操作元素的类型。
In [12]: s1 = set([1,2,3]) In [13]: s2 = frozenset([2,3,4]) In [14]: s3 = s1 | s2 In [15]: s3,type(s3) Out[15]: ({ 1, 2, 3, 4}, set)frozenset集合作为dic的key
In [138]: f = frozenset([name]) In [139]: dic = { f:Jmilk} In [140]: dic Out[140]: { frozenset({ name}): Jmilk}set集合不可以作为Dictionary的Key：
In [144]: s1 = set([JMilk]) In [145]: dic = { s1:name} --------------------------------------------------------------------------- TypeError Traceback (most recent call last) <ipython-input-145-a2aec7bb3b32> in <module>() ----> 1 dic = { s1:name} TypeError: unhashable type: set #不具有hashset、frozenset共有的内建函数
set与frozenset类型的集合都支持集合之间的比较、交、并、差操作，类似数据的集合关系比较。但是需要注意的是：因为frozenset是不可变集合，所以下列函数中带有’_update’关键字的函数，frozenset都不可以调用。
NOTE: 带有 _update 的函数，使用原位操作的方法实现，拥有更低的资源消耗。但是这样的话，函数是没有返回值的，即不能将结果赋值给一个新的变量。
intersection()、intersection_update()求交集
intersection(…)
Return the intersection of two or more sets as a new set.
返回一个由若干个集合经过交集运算后得到的新交集，可以传入多个迭代器类型的参数。即可以传递Tuple、List、、String、Dictionary、Set等类型参数。
集合之间求交集
In [59]: s1 Out[59]: { 1, 2, 3, a, b} In [60]: s2 Out[60]: { 3, 4, 5, b, c, d} In [61]: s3 = set([1,3,8,9,10,de,f]) In [62]: s4 = s1.intersection(s2,s3) In [63]: s4 Out[63]: { 3}注意：也可以使用逻辑与运算符 ‘&’
In [28]: s3 = s1 & s2 In [29]: s3 Out[29]: { 3, b}集合和列表求交集
In [64]: li Out[64]: [1, 2, 3, 1, 1, 2, a, b, a] In [65]: s4 = s1.intersection(li) In [66]: s4 Out[66]: { 1, 2, 3, a, b}集合和元组求交集
In [67]: tup = (2,a,c) In [68]: s4 = s1.intersection(tup) In [69]: s4 Out[69]: { 2, a}集合和字符串求交集
注意：只能以String中的字符进行相交运算，不能与String的数字做运算。
In [70]: str = 123abc In [71]: s4 = s1.intersection(str) In [72]: s4 Out[72]: { a, b} In [79]: s1 Out[79]: { 1, 2, 3, a, b}集合和字典求交集
注意：只能与字典中的Key进行相交运算。
In [79]: s1 Out[79]: { 1, 2, 3, a, b} In [80]: dic = { 1:name,2:age} In [81]: s4 = s1.intersection(dic) In [82]: s4 Out[82]: { 1, 2}intersection()与intersection_update()的区别
intersection_update(…)
Update a set with the intersection of itself and another.
更新一个经过相交后的集合给自己。
注意：当我们希望将两个对象相交后的结果更新给其中一个操作对象时，建议使用intersection_update()函数，这个函数使用原位操作的方法实现，拥有更低的资源消耗。但是intersection_update()函数是没有返回值的，即不能将结果赋值给一个新的变量。
In [94]: s1 Out[94]: { 1, 2, 3, a, b} In [95]: s2 Out[95]: { 3, 4, 5, b, c, d} In [96]: s1.intersection_update(s2) In [97]: s1 Out[97]: { 3, b}union()、update()求并集
与intersection()一样，可以传递不同的迭代器类型参数。
union() 返回并集
union(…)
Return the union of sets as a new set.
In [108]: s4 Out[108]: { 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, a, b, c, d, de, f}注意：可以使用逻辑或运算符 ‘|’
In [109]: s4 = s1 | s2 | s3 In [110]: s4 Out[110]: { 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, a, b, c, d, de, f}update()更新并集
update(…)
Update a set with the union of itself and others.
update()方法没有返回值。
In [111]: s1.update(s2,s3) In [112]: s1 Out[112]: { 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, a, b, c, d, de, f}difference()、difference_update()求差
difference()
difference(…)
Return the difference of two or more sets as a new set.
返回由一个集合中不存在于其他若干个集合的元素组成的新集合。
In [122]: s1 Out[122]: { 1, 2, 3, a, b} In [123]: s2 Out[123]: { 3, 4, 5, b, c, d} In [124]: s3 = s1.difference(s2) In [125]: s3 Out[125]: { 1, 2, a}注意：可以使用算术运算符减 ‘-‘
In [126]: s3 = s1 - s2 In [127]: s3 Out[127]: { 1, 2, a}difference_update()
difference_update(…)
Remove all elements of another set from this set.
更新原来集合。
In [130]: s1.difference_update(s2) In [131]: s1 Out[131]: { 1, 2, a}symmetric_difference()、symmetric_difference_update()求集合彼此之差的并集
symmetric_difference()
symmetric_difference(…)
Return the symmetric difference of two sets as a new set.
即返回(set1 – set2)|(set2 – set1)的结果
In [138]: s1 Out[138]: { 1, 2, 3, a, b} In [139]: s2 Out[139]: { 3, 4, 5, b, c, d} In [140]: s3 = s1.symmetric_difference(s2) In [141]: s3 Out[141]: { 1, 2, 4, 5, a, c, d}等效于：
In [147]: s1 - s2 Out[147]: { 1, 2, a} In [148]: s2 - s1 Out[148]: { 4, 5, c, d} In [144]: s3 = (s1 - s2)|(s2 - s1) In [145]: s3 Out[145]: { 1, 2, 4, 5, a, c, d}注意：可以使用^来代替
In [142]: s3 = s1 ^ s2 In [143]: s3 Out[143]: { 1, 2, 4, 5, a, c, d}symmetric_difference_update()
symmetric_difference_update(…)
Update a set with the symmetric difference of itself and another.
In [150]: s1.symmetric_difference_update(s2) In [151]: s1 Out[151]: { 1, 2, 4, 5, a, c, d}集合间的关系
相等：只有每一个一个set都互相是另一个set的子集时，这两个set才相等。
小于(set1包含于set2)：只有当***个set1是另一个set2的子集，别且两个set不相等时，***个set1小于第二个set2。
大于(set1包含set2)：只有***个set1是第二个set2的超集、并且两者不相等时，***个set2大于第二个set2。
isdisjoint()两个集合不相交
isdisjoint(…)
Return True if two sets have a null intersection.
即set1 & set2 == set() 时，为True
In [155]: s1 Out[155]: { 1, 2, 4, 5, a, c, d} In [156]: s2 Out[156]: { 3, 4, 5, b, c, d} In [158]: (s1 - s2) & s2 == set() Out[158]: True In [159]: s2.isdisjoint(s1-s2) Out[159]: Trueissuperset()一个集合包含另一个集合
issuperset(…)
Report whether this set contains another set.
In [169]: s1 Out[169]: { 0, 1, 2} In [170]: s2 Out[170]: { 0, 1, 2, 3, 4} In [172]: s2.issuperset(s1) Out[172]: Trues2大于s1
issubset()一个集合包含于另一个集合
issubset(…)
Report whether another set contains this set.
In [169]: s1 Out[169]: { 0, 1, 2} In [170]: s2 Out[170]: { 0, 1, 2, 3, 4} In [171]: s1.issubset(s2) Out[171]: Trues1被s2包含
集合的数据类型转换
主要转换为序列类型。
In [1]: set1 = set(range(5)) In [2]: li = list(set1) In [3]: tup = tuple(set1) In [4]: string = str(set1) In [5]: li,tup,string Out[5]: ([0, 1, 2, 3, 4], (0, 1, 2, 3, 4), set([0, 1, 2, 3, 4])) ***集合是一个非常有意思的数据结构，他或许不被经常使用，但是在比较严格的执行环境下，集合是一个非常好的选择。