python 入門之 – 集合型別（十九）
在 python 中，集合是一個無序的，不重複的資料組合，他的主要工作如下：
1、去重，把一個列表變成集合，就自動去重了
2、關係測試，測試兩組資料之間的交集、差集、並集等關係
我來舉個例子，前兩個月出了 iPhoneXS ，去年出了 iPhoneX，我現在想知道有多少人不僅去年買了 iPhoneX 今年也買了iPhoneXS ，如下兩個陣列：
iPhoneX = ['張三','李四','王五','趙六']
iPhoneXS = ['劉一','李四','周八','鄭十','張三']
我要得出兩部手機都買了的人按照之前學過的來做的話，肯定要兩部迴圈，如：
iPhoneX = 輸出結果為：['張三', '李四']
如果再更改需求，我需要把買過 iPhoneXS 和 iPhoneX 的人合併在一起，並且去除重複購買的人該怎麼做呢，如果按照之前學過的幾種基本型別來做的話，我首先要再建立一個 陣列，並且把買過 iPhoneX 和 iPhoneXS 的人拼接到一個數組中，然後根據已經得到的 user 迴圈判斷，刪除和 user
user 拼接進去就得到了我想要的資料，思路是這樣沒錯，可是 python 還是嫌它太麻煩了，所以就有了一個 集合型別，來看看集合是怎麼操作的：
首先語法和 字典 一樣都是 {} 號包裹著的，和 字典 不同的是，在 字典 裡面是有 key 和 value 值的，而 集合 是沒有 key 的，他直接就是 value 值，如：
a = {1,2,3,4,5,6}
注意，如果 集合 內部沒有一個值，他預設是 字典 型別，我來做個測試判斷，如：
a = {1,2,3,4,5,6}
type(a)
>> <class 'set'> #集合型別 集合中的內部元素有三個特性：
1、確定性（元素必須可 hash）
2、互異性（去重複）
3、無序性（集合中的元素沒有先後之分）
先看看它去重複的功能，還是用最上方的例子來解釋
iPhoneX = ['張三','李四','王五','趙六']
iPhoneXS = ['劉一','李四','周八','鄭十','張三']
arr = iPhoneX+iPhoneXS
print(set(arr))
>> {'趙六', '王五', '鄭十', '李四', '周八', '劉一', '張三'}
可以看到我直接用他的型別 set() 方法，就直接將一個數組去重並且轉成 集合型別，同樣的我用陣列的方法 list 再把它轉成陣列就直接 ok 了：
iPhoneX = ['張三','李四','王五','趙六']
iPhoneXS = ['劉一','李四','周八','鄭十','張三']
arr = iPhoneX+iPhoneXS
print(list(set(arr)))
>> ['劉一', '趙六', '李四', '周八', '王五', '鄭十', '張三']
這就是 集合 的強大之處，一個簡單的操作完成了很多複雜的邏輯化處理，關於 集合 的基本操作方法確實還有很多，下面我來一一演示
add(需要增加的內容) : 增加 (注意：這裡只能新增一個值，如果新增多個值會報錯)
update() : 增加（增加多個值，如果重複了會被自動剔除，注意：這裡的新增必須寫如一個數組）
pop() : 隨機刪除（注意：這裡的可能在資料不多的情況下可能是刪除第一個或者最後一個，但是隻要資料量足夠大，它一定是隨機刪除的）
remove(引數) : 指定刪除（通過傳遞引數指定刪除某一個元素，注意：如果指定的元素不存在，則會報錯）
discard(引數) : 指定刪除（通過傳遞引數指定刪除某一個元素，和 remove() 方法相反的是如果不存在，並不會報錯）
clear() : 清空整個集合
add():
a = {1,2,3,4,5}
a.add(6)
print(a)
>> {1,2,3,4,5,6}
a.add(2)
print(a)
>> {1,2,3,4,5,6} #已經存在的值是增加不進去的，集合的特性就是不重複
update():
a = {1,2,3,4,5}
a.update([4,5,6,7,8,9,0]) # 在 update 方法裡面新增集合必須以陣列的方式加進去
print(a)
>> {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
pop():
a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}
a.pop()
print(a)
>> set({1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})
remove():
a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}
a.remove(5)
print(a)
>> set({1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 0}) #刪除完成後變數 a 已經沒有 5 這個變數值了
a.remove(5) #刪除沒有的元素在控制檯會報以下錯誤
>> Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
KeyError: 5
discard():
a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}
a.discard(5)
print(a)
>> set({1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 0}) #刪除完成後變數 a 已經沒有 5 這個變數值了
a.discard(5) #控制檯並不會報錯
>>
clear():
a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}
a.clear()
print(a)
>> set() # 空集合
好了 基本 的 集合類方法 已經講解完畢了，其實上面說了這麼多都是關於集合去重複的一些常規的 增刪改查，其實集合還有一個關鍵的重點，那就是 關係測試 。
關係測試
關係測試分為交集、差集、並集這麼幾種，可能很多朋友對這幾個關鍵詞比較迷惑，其實啊，在我看到 交集、差集、並集 這三種名稱的時候同樣的迷惑，先來了解以下這三種分別代表什麼意思，在來說說 集合 能怎麼處理這幾種關係測試。
交集：
如上方例子，再看下方示意圖，就是又買了 iPhoneX 也買了 iPhoneXS 的人，這樣型別的資料就是交集。
intersection() : 查詢交集資料或這直接簡寫成 &
intersection()
iPhoneX = ['張三','李四','王五','趙六']
iPhoneXS = ['劉一','李四','周八','鄭十','張三']
a = set(iPhoneX).intersection(set(iPhoneXS))
print(a)
>> {'張三', '李四'}
intersection() 簡寫 &
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
print(iPhoneX & iPhoneXS)
>> {'張三', '李四'}
差集：
我們已經知道了怎麼獲取交集，什麼又是差集呢，差集就是非交集的都算是差集，看到下圖，我現在能獲取到 iPhoneX 和 iPhoneXS 都買了的人但是我現在要獲取只買了 iPhoneX 和 iPhoneXS 的人，那麼這種只買了 iPhoneX 和 iPhoneXS 的人就是差集，如下圖：
difference() : 查詢差集資料或這直接簡寫成 -
difference()
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
#查詢只購買了 iPhoneX 的人
a = iPhoneX.difference(iPhoneXS)
print(a)
>> {'趙六', '王五'}
difference() 簡寫 –
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
#查詢只購買了 iPhoneX 的人
a = iPhoneX - iPhoneXS
print(a)
>> {'王五', '趙六'}
並集：
並集其實很好理解，就是兩個集合全部相加在一起，然後去除重複的內容就叫並集
union() : 將兩個集合轉換成一個集合，並且去除重複的內容可以簡寫成 |
union()
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
a = iPhoneX.union(iPhoneXS)
print(a)
>> {'張三', '趙六', '鄭十', '周八', '劉一', '王五', '李四'}
union() 簡寫成 |
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
a = iPhoneX | iPhoneXS
print(a)
>> {'張三', '趙六', '鄭十', '周八', '劉一', '王五', '李四'}
好了集合型別一共就是上方三種，可以算基本上完了，但是差集還有一個小知識點，那就是 對稱差集
對稱差集
對稱差集又是什麼呢？用上方的例子來說就是隻取買了 iPhoneX 和 iPhoneXS 如果都買了就會被過濾掉，如果用上方的講過的幾個知識點來做的話，可能需要這樣做：
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
a = iPhoneX - iPhoneXS #iPhoneX 的差集
b = list(iPhoneXS - iPhoneX) #iPhoneXS 的差集並且轉成陣列
a.update(b) 將陣列 b 新增進集合 a 裡
print(a)
>> {'王五', '鄭十', '周八', '劉一', '趙六'}
可以看到根據上方所學可以這樣就求出了只買了 iPhoneX 和 iPhoneXS 的人，直接過濾了兩者都買了的人。
其實上方程式碼已經很簡潔了，可是 python 還是嫌棄他比較繁瑣，所以又提供了一個內建的方法：symmetric_difference()
symmetric_difference() : 求出對稱差集，可以簡寫成 ^
symmetric_difference()
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
a = iPhoneX.symmetric_difference(iPhoneXS)
print(a)
>> {'周八', '鄭十', '王五', '趙六', '劉一'}
symmetric_difference() 簡寫方案 ^
iPhoneX = {'張三','李四','王五','趙六'}
iPhoneXS = {'劉一','李四','周八','鄭十','張三'}
a = iPhoneX ^ iPhoneXS
print(a)
>> {'鄭十', '趙六', '王五', '劉一', '周八'}
可以看到，對稱差集 就求出來了，接下來繼續往下看看集合的對應關係。
集合的對應關係
什麼是集合的對應關係呢？舉個最簡單的例子：
一個城市的多級聯動，省級以下是市級的單位，市級以上是省級，那麼在 python 裡面省級就是市級的 超集，市級就是省級的 子集
這個時候我有一份省級的人物名單和好幾份市級的人名單，如：
Province = {'a','b','c','d','e','f','g'} #省級
city1 = {'w','e'} #城市一
city2 = {'f','e'} #城市二
city3 = {'j','k'} #城市三
city4 = {'z','k'} #城市四
city5 = {'a','h'} #城市五
我需要判斷這些市級有那些是屬於這個省級的子集那麼該怎麼做呢？python 也為我們提供了可以判斷層級關係的內建方法：
issubset() : 判斷一個集合內的所有元素是否被包含在另一個集合內 (簡寫方式為 <= )
issuperset() : 判斷一個集合內的元素是否包含了另一個集合的所有元素（和上方相反簡寫方式為 >= ）
根據這個城市的小例子，上方資料不是很多，一眼就可以看到只有城市二的所有元素，是省級單位都包括了的，所以其他的城市我就不測試了，直接用城市二來測試，如：
Province = {'a','b','c','d','e','f','g'} #省級單位
city2 = {'f','e'} #城市二
a = Province.issuperset(city2) #判斷省份裡面是否包含了 市級
b = city2.issubset(Province) #判斷市級是否被包含在省級內
print(a)
print(b)
>> True
>> True
簡寫方式：
Province = {'a','b','c','d','e','f','g'} #省級單位
city2 = {'f','e'} #城市二
a = Province >= city2 #判斷省份裡面是否包含了 市級
b = city2 <= Province #判斷市級是否被包含在省級內
print(a)
print(b)
>> True
>> True
python 還為我們提供了一個方法用來判斷兩個集合是不是不相交的。
isdisjoint() : 用來判斷兩個集合是不是不相交的，如果相交，返回 False, 如果不相交，返回 True
isdisjoint()
city2 = {'f','e'}
a = city2.isdisjoint(city2) #city2和它自身是相交的，所以返回的是 false ，只有不相交才會返回 true
print(a)
>> False
好了，還有最後兩個內建方法：
difference_update() : 差集賦值
intersection_update() : 交集賦值
difference_update()
a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}
b = {1,2,3,4,5,6,7}
a.difference_update(b) #將取到的差集賦值給 a 改變了 a 原有的值
print(a)
>> {0, 8, 9}
intersection_update()
a = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}
b = {1,2,3,4,5,6,7}
a.intersection_update(b) #將取到的交集賦值給 a 改變了 a 原有的值
print(a)
好了關於集合型別基本上全部完了，加上前面的幾個章節基本上關於 python 的所有基本型別就徹底學完了要學習關於 python 新的知識了。