1. 集合（Set）概述

Python 集合（Set）是一种无序、可变、元素唯一的数据结构，类似于数学中的集合。集合适用于去重、关系运算（交集、并集、差集等）。

集合特点

• 无序：集合中的元素没有固定的顺序。
• 唯一性：集合中的元素不允许重复。
• 可变性：集合可以进行增删操作。

📌 示例：创建一个集合

# 定义集合
numbers = {1, 2, 3, 4, 5}
print(numbers)  # {1, 2, 3, 4, 5}

# 集合自动去重
nums = {1, 2, 2, 3, 4, 4}
print(nums)  # {1, 2, 3, 4}

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2. 创建集合

（1）使用 {} 直接创建

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(my_set)  # {1, 2, 3, 4, 5}

（2）使用 set() 函数

可以将列表、元组、字符串等转换为集合。

my_list = [1, 2, 3, 3, 4]
my_set = set(my_list)
print(my_set)  # {1, 2, 3, 4}

（3）创建空集合

⚠ 注意：空集合不能用 {}，会变成字典，必须用 set()。

empty_set = set()
print(type(empty_set))  # <class 'set'>

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3. 访问集合元素

集合不能通过索引访问元素，因为它是无序的，但可以使用 for 循环遍历：

my_set = {1, 2, 3, 4}
for item in my_set:
    print(item)

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4. 添加和删除元素

（1）添加元素

• add()：向集合添加单个元素。
• update()：向集合添加多个元素（列表、元组、字符串）。

my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)  # 添加单个元素
print(my_set)  # {1, 2, 3, 4}

my_set.update([5, 6, 7])  # 添加多个元素
print(my_set)  # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

（2）删除元素

• remove(value)：删除指定元素，如果不存在则报错。
• discard(value)：删除指定元素，不存在不会报错。
• pop()：随机删除一个元素（因为集合无序）。
• clear()：清空集合。

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

my_set.remove(3)  # 删除 3
print(my_set)  # {1, 2, 4, 5}

my_set.discard(6)  # 删除 6，不报错
print(my_set)  # {1, 2, 4, 5}

element = my_set.pop()  # 随机删除一个元素
print(f"删除了 {element}, 剩余集合 {my_set}")

my_set.clear()  # 清空集合
print(my_set)  # set()

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5. 集合运算

Python 集合支持并集、交集、差集、对称差集等操作。

（1）并集（| 或 union()）

包含所有元素，去重。

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

print(set1 | set2)  # {1, 2, 3, 4, 5}
print(set1.union(set2))  # {1, 2, 3, 4, 5}

（2）交集（& 或 intersection()）

只保留共同的元素。

print(set1 & set2)  # {3}
print(set1.intersection(set2))  # {3}

（3）差集（- 或 difference()）

返回在 set1 中但不在 set2 中的元素。

print(set1 - set2)  # {1, 2}
print(set1.difference(set2))  # {1, 2}

（4）对称差集（^ 或 symmetric_difference()）

返回不同时出现在两个集合中的元素（去掉公共部分）。

print(set1 ^ set2)  # {1, 2, 4, 5}
print(set1.symmetric_difference(set2))  # {1, 2, 4, 5}

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6. 集合比较

集合支持子集、超集、相等性比较。

方法	说明	示例
issubset()	是否是子集	set1.issubset(set2)
issuperset()	是否是超集	set1.issuperset(set2)
isdisjoint()	是否无交集	set1.isdisjoint(set2)

a = {1, 2, 3}
b = {1, 2, 3, 4, 5}

print(a.issubset(b))  # True，a 是 b 的子集
print(b.issuperset(a))  # True，b 是 a 的超集
print(a.isdisjoint({4, 5}))  # True，a 和 {4,5} 没有交集

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7. 集合推导式

集合推导式（Set Comprehension）可以快速生成集合。

📌 示例：创建平方数集合

squares = {x**2 for x in range(1, 6)}
print(squares)  # {1, 4, 9, 16, 25}

📌 示例：过滤重复元素

numbers = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]
unique_numbers = {x for x in numbers}
print(unique_numbers)  # {1, 2, 3, 4, 5}

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8. 冻结集合（frozenset）

frozenset 是不可变的集合，一旦创建就不能修改（适用于字典的键等）。

fset = frozenset([1, 2, 3, 4])
print(fset)  # frozenset({1, 2, 3, 4})

# fset.add(5)  # ❌ 会报错，frozenset 不能修改

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9. 总结

✅ 集合是无序、唯一的容器
✅ 支持并集、交集、差集、对称差集等操作
✅ 支持 add() 添加，remove() 或 discard() 删除
✅ frozenset 是不可变集合
✅ 适用于去重、集合运算、快速查找 🚀

集合在 Python 中非常实用，特别是数据去重和数学运算！更多详细内容请关注其他相关！