Python中的集合（Set）是一个无序的、不包含重复元素的数据结构。它主要用于数学上的集合操作，如并集、交集、差集和对称差集等。集合的基本用途包括去重和关系测试。
1、集合的特性
- 无序性：集合中的元素是无序的，这意呀着集合不支持索引操作。
- 唯一性：集合中的元素是唯一的，不允许有重复的元素。
- 可变性：集合是可变的，即可以在创建后添加或删除元素。
2、集合的创建
集合可以使用大括号 {} 创建，但需要注意的是，空集合不能使用 {}（这会创建一个空字典），而应该使用 set()。
# 创建一个空集合
my_set = set()
# 创建一个包含几个元素的集合
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
# 注意：集合中的元素是无序的
print(my_set) # 输出可能不是 {1, 2, 3, 4, 5}，因为集合是无序的
3、集合的操作
3.1、添加元素
使用 .add() 方法可以向集合中添加一个元素。
my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set) # 输出: {1, 2, 3, 4}
3.2、删除元素
- remove(element)：如果元素存在于集合中，则将其移除。如果元素不存在，则抛出 KeyError。
- discard(element)：如果元素存在于集合中，则将其移除。如果元素不存在，则不执行任何操作。
- pop()：随机移除集合中的一个元素并返回它。如果集合为空，则抛出 KeyError。
my_set = {1, 2, 3, 4}
my_set.remove(2)
print(my_set) # 输出: {1, 3, 4}
my_set.discard(5) # 5 不在集合中，不会抛出异常
print(my_set) # 输出: {1, 3, 4}
pop_element = my_set.pop()
print(pop_element) # 输出集合中的一个随机元素
print(my_set) # 集合中少了一个元素
3.3、集合的运算
- 并集：使用 | 运算符或 .union() 方法可以求两个集合的并集。
- 交集：使用 & 运算符或 .intersection() 方法可以求两个集合的交集。
- 差集：使用 - 运算符或 .difference() 方法可以求两个集合的差集（第一个集合中有但第二个集合中没有的元素）。
- 对称差集：使用 ^ 运算符或 .symmetric_difference() 方法可以求两个集合的对称差集（存在于一个集合中但不同时存在于两个集合中的元素）。
set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}
print(set1 | set2) # 并集: {1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(set1 & set2) # 交集: {3, 4}
print(set1 - set2) # 差集: {1, 2}
print(set1 ^ set2) # 对称差集: {1, 2, 5, 6}
3.4、集合的其他方法
- isdisjoint(other)：如果两个集合没有交集，则返回 True。
- issubset(other) 或 <=：如果集合是另一个集合的子集，则返回 True。
- issuperset(other) 或 >=：如果集合是另一个集合的超集，则返回 True。
- update(*others)：用其他集合的元素更新集合，即求并集后赋值给原集合。
- clear()：移除集合中的所有元素。
集合是Python中一个非常有用的数据结构，它提供了快速的去重和集合运算功能。
4、集合和list的区别
集合（Set）和列表（List）是Python中两种不同类型的数据结构，它们之间存在多个显著的区别。以下是集合和列表之间区别的清晰归纳：
4.1 有序性
- 列表（List）：列表中的元素是有序的，即元素按照它们被插入的顺序进行存储。这意味着你可以通过索引（位置）来访问列表中的元素。
- 集合（Set）：集合中的元素是无序的，即元素存储的顺序是不确定的。因此，你不能通过索引来访问集合中的元素。
4.2 唯一性
- 列表（List）：列表中的元素可以重复，即列表中可以有多个相同的元素，每个元素都有一个唯一的索引。
- 集合（Set）：集合中的元素是唯一的，不允许有重复的元素。如果尝试向集合中添加一个已经存在的元素，该操作将不会改变集合。
4.3 表示方式
- 列表（List）：列表使用方括号 [] 来定义，元素之间用逗号分隔。例如：my_list = [1, 2, 2, 3, 4]。
- 集合（Set）：集合使用大括号 {} 来定义（但注意空集合不能使用 {}，因为这会创建一个空字典，应该使用 set()）。元素之间也用逗号分隔。例如：my_set = {1, 2, 3, 4}（注意集合会自动去除重复元素）。
4.4 用途
- 列表（List）：列表适合用于存储有序的、可能会重复的元素。它可以用于多种场景，如存储数据、快速访问数据（通过索引）、修改数据等。
- 集合（Set）：集合适合用于存储无序的、不重复的元素。它主要用于去重和集合运算（如并集、交集、差集和对称差集）。由于集合中的元素是唯一的，它还可以用于成员关系测试。
4.5 性能
- 列表（List）：列表在插入和删除元素时，特别是在列表的开头或中间插入元素时，可能需要移动其他元素，因此性能可能不是最优的。
- 集合（Set）：集合基于哈希表实现，因此在进行成员关系测试、添加和删除元素时通常具有更好的性能。但是，由于集合是无序的，因此不支持索引访问，这可能会影响某些操作的性能。
总结
- 列表（List）是一种有序的数据结构，可以包含重复元素，适用于需要保持顺序和允许重复元素的情况。
- 集合（Set）是一种无序的、不包含重复元素的数据结构，适用于需要快速查找元素和去除重复元素的情况。
- 这两种数据结构各有优缺点，选择哪种取决于你的具体需求。
