что такое множество питон

Что такое множество питон

Множество в языке Питон — это структура данных, эквивалентная множествам в математике. Множество может состоять из различных элементов, порядок элементов в множестве неопределен. В множество можно добавлять и удалять элементы, можно перебирать элементы множества, можно выполнять операции над множествами (объединение, пересечение, разность). Можно проверять принадлежность элемента множеству.

В отличие от массивов, где элементы хранятся в виде последовательного списка, в множествах порядок хранения элементов неопределен (более того, элементы множества хранятся не подряд, как в списке, а при помощи хитрых алгоритмов). Это позволяет выполнять операции типа “проверить принадлежность элемента множеству” быстрее, чем просто перебирая все элементы множества.

Элементами множества может быть любой неизменяемый тип данных: числа, строки, кортежи. Изменяемые типы данных не могут быть элементами множества, в частности, нельзя сделать элементом множества список (но можно сделать кортеж) или другое множество. Требование неизменяемости элементов множества накладывается особенностями представления множества в памяти компьютера.

Задание множеств

Каждый элемент может входить в множество только один раз, порядок задания элементов неважен. Например, программа:

Каждый элемент может входить в множество только один раз. set(‘Hello’) вернет множество из четырех элементов: <'H', 'e', 'l', 'o'>.

Работа с элементами множеств

Перебрать все элементы множества (в неопределенном порядке!) можно при помощи цикла for :

Источник

Множества в Python

Множества (set) в Python — это встроенный тип, предлагающий широкий набор возможностей, которые повторяют теорию множеств из математики. Тем не менее интерпретация может отличаться от той, что принята в математике. Set импортировать не нужно. А в этом материале вы узнаете о нем все, что потребуется для работы.

Что это

Множества — это неупорядоченная коллекция уникальных элементов, сгруппированных под одним именем. Множество может быть неоднородным — включать элементы разных типов. Множество всегда состоит только из уникальных элементов (дубли запрещены) в отличие от списков и кортежей в Python. Объект set — это также коллекция уникальных хэшируемых объектов. Объект называется хэшируемым в том случае, если его значение хэша не меняется. Это используется в ключах словарей и элементах множеств, ведь значения хэшей применяются в их внутренних структурах.

Чаще всего множества в Python используются для проверки на принадлежность, удаления повторов из последовательности и выполнения математических операций, таких как пересечение, объединение, поиск разностей и симметрических разностей. Изображение ниже показывает два примера множеств (алфавит и цифры), каждый из которых включает уникальные неизменяемые объекты.

Создание множеств Python

Создать объект set в Python можно двумя путями:

Примечание: не используйте зарезервированные ключевые слова и названия встроенных классов в качестве имен для множеств. Это не поощряется в программировании на Python.

Первый способ (с использованием фигурных скобок <> ) определенно проще.

Добавление элементов в множества Python

Добавление одного элемента в множество Python

Добавление нескольких элементов в множество Python

Удаление элементов из множеств Python

Один или несколько элементов можно удалить из объекта set с помощью следующих методов. Их отличие в виде возвращаемого значения.

remove()

Метод remove() полезен в тех случаях, когда нужно удалить из множества конкретный элемент и вернуть ошибку в том случае, если его нет в объекте.

Следующий код показывает метод remove() в действии.

discard()

Метод discard() полезен, потому что он удаляет конкретный элемент и не возвращает ошибку, если тот не был найден во множестве.

Метод pop() удаляет по одному элементу за раз в случайном порядке. Set — это неупорядоченная коллекция, поэтому pop() не требует аргументов (индексов в этом случае). Метод pop() можно воспринимать как неконтролируемый способ удаления элементов по одному из множеств в Python.

Методы множеств Python

Вот что выдаст функция для объекта set в Python.

Часто используемые функции множеств Python

Вот на какие также стоит обратить внимание.

Функция принадлежности (членства)

Она проверяет на наличие конкретного элемента в множестве.

Разные функции

copy() — создает копию существующего множества и сохраняет ее в новом объекте.

clear() —очищает множество (удаляет все элементы за раз)

del — удаляет множество целиком

Операции множеств в Python

В этом разделе вы узнаете о разных операциях над множествами, которые являются частью теории множеств.

Объединение множеств

Пересечение множеств

Разность множеств

Симметричная разность множеств

Подмножество и надмножество в Python

Бонус

А теперь бонус для тех, кто дочитал до этого места. Многие начинающие программисты задаются вопросом, как удалить повторяющиеся элементы из списка?

Выводы

Источник

Множества в Python (set, frozenset)

Множество — интуитивно понятный математический термин, который часто используется в обыденной речи и означает набор или совокупность неких элементов, что обладают каким-то общим свойством.

Не слишком строгое определение множества, однако, с ним возникали проблемы даже у великих математиков.

В широком смысле, элементами множеств могут быть даже нематериальные вещи: чётные числа, несданные задачи по термодинамике, алгоритмы сортировки, любимые фильмы Юлии и Алексея и даже мысли об эклерах.

🐱 Возьмите в руки кота. Взяли? Хорошо. Теперь множество котов в ваших руках насчитывает ровно один мурлыкающий элемент. Если же пушистику вдруг не понравится, что вы его тискаете, и он выскочит из рук, то элементов внутри множества не останется. Множество, в котором нет ни одного элемента, называется пустым. Но что же там в Python?

Назначение в Python

Множества (set) в питоне появились не сразу, и здесь они представлены как неупорядоченные коллекции уникальных и неизменяемых объектов. Коллекции, которые не являются ни последовательностями (как списки), ни отображениями (как словари). Хотя с последними у множеств много общего.

Можно сказать, что set напоминает словарь, в котором ключи не имеют соответствующих им значений

Пример set-ов в Python:

# множество натуральных чисел от 1 до 10 natural_num_set = <1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10># множество персонажей Братства Кольца the_fellowship_of_the_ring_set = <'Гэндальф', 'Арагорн', 'Фродо', 'Сэм', 'Боромир', 'Леголас', 'Гимли', 'Мерри', 'Пиппин'># множество приближений math.sqrt(2) sqrt_approximation_set = <1.4142135623, 1.414213562, 1.41421356, 1.4142135, 1.414213># множество результатов какого-то голосования vote_result_set =

Особенности set

Одно из основных свойств множеств заключается в уникальности каждого из их элементов. Посмотрим, что получится, если сформировать set из строчки с заведомо повторяющимися символами:

strange_app = set(‘TikTok’) print(strange_app) >

Из результата были удалены дублирующиеся в слове ‘TikTok’ символы. Так множества в очередной раз доказали, что содержат в себе только уникальные элементы.

👉 Немаловажным является и тот факт, что при литеральном объявлении, итерируемые объекты сохраняют свою структуру.

pangram_second = set(‘съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю’) print(pangram_ second) # попить чаю с функцией set(), к сожалению, не выйдет >

Отдельное python множество может включать в себя объекты разных типов:

Здесь нет никакого противоречия с математической дефиницией, так как все составляющие we_are_the_py_objects имеют вполне конкретное общее свойство, являясь объектами языка Питон.

Но не стоит забывать и внутреннее определение set-ов. Важно помнить, что list-ы и dict-ы не подходят на роль элементов множества, из-за своей изменяемой природы.

glados = <['Great cake']>print(glados) > Traceback (most recent call last): glados = <['Great cake']>TypeError: unhashable type: ‘list’

# словарь будет преобразован во множество его ключей, значения отбрасываются some_dict = <'key_one': 'val_one', 'key_two': 'val_two'>some_set = set(some_dict) print(some_set) > <'key_one', 'key_two'># элементы списка преобразуются в элементы множества, дубликаты удаляются card_suit = [‘heart’, ‘diamond’, ‘club’, ‘spade’, ‘spade’] suit_set = set(card_suit) print(suit_set) >

Однако в списках не должно быть вложенных изменяемых элементов.

tricky_list = [<'jocker': 'black'>, <'jocker': 'red'>] sad_set = set(tricky_list) print(sad_set) > Traceback (most recent call last): sad_set = set(tricky_list) TypeError: unhashable type: ‘dict’

Работа с set-ами

Создание

Чтобы получить аналогичный результат, необходимо передать итерируемый объект (список, строку или кортеж) в качестве аргумента:

# объявим список L L = [‘1’, ‘2’, ‘3’] # и предоставим его в set() S_2 = set(L) print(S_2) # так как set — коллекция неупорядоченная, то результат вывода может отличаться > <'1', '2', '3'>print(type(S_2)) >

👉 Замечание: пустое множество создаётся исключительно через set()

empty_set = set() print(empty_set) > set() print(type(empty_set)) >

Если же сделать так:

another_empty_set = <> print(another_empty_set) > <> print(type(another_empty_set)) >

То получим пустой словарь. А если внутри фигурных скобок поместить пустую строку:

maybe_empty_set = <''>print(maybe_empty_set) > <''>print(type(maybe_empty_set)) >

То на выходе увидим множество, состоящее из одного элемента — этой самой пустой строки.

# количество элементов множества print(len(maybe_empty_set)) > 1

Вполне естественно, что пустое множество, при приведении его к логическому типу, тождественно ложно:

true_or_false = set() print(bool(true_or_false)) > False

Пересечение

Добавление элемента

stats = <1.65, 2.33, 5.0>stats.add(14.7) print(stats) >

Если среди исходных объектов, составляющих set, «x» уже был, то ничего не произойдёт, и начальное множество не изменится.

big_cats = <'tiger', 'liger', 'lion', 'cheetah', 'leopard', 'cougar'>big_cats.add(‘cheetah’) # это жестоко, но второго гепарда не появится print(big_cats) >

Удаление и очистка

Очистить и свести уже существующий сет к пустому не составит никаких проблем благодаря методу сlear() :

set_with_elements = <'i am element', 'me too'>print(set_with_elements) > <'i am element', 'me too'>set_with_elements.clear() print(set_with_elements) > set()

Для удаления одного единственного компонента из набора в Питоне определены аж три способа.

triangle_coord = <(0, 4), (3, 0), (-3, 0)>print(triangle_coord) > <(3, 0), (-3, 0), (0, 4)>triangle_coord.discard((0, 4)) print(triangle_coord) > <(3, 0), (-3, 0)>triangle_coord.discard((54, 55)) print(triangle_coord) >

Удаляет и возвращает случайный элемент множества:

Перебор элементов

Множество, как и любую другую коллекцию, итерируем циклом for :

iterate_me = <1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5>for num in iterate_me: print(num) > 1.1 1.4 1.3 1.2 1.5

Принадлежность объекта set-у

Оператор in даёт возможность проверить наличие элемента в наборе:

berry_club = <'Tomato', 'Currant', 'Sea buckthorn', 'Grape', 'Barberry'>print(‘Tomato’ in berry_club) > True print(‘Strawberry’ in berry_club) > False

Сортировка множеств

Длина множества

Операции на множествах

Самое важное в этой теме. Математические теоретико-множественные операции, что не доступны никаким другим коллекциям языка. Поехали.

Объединение

Объединением двух множеств «X» и «Y» является такое третье множество «Z», каждый элемент которого принадлежит либо множеству «X», либо «Y».

lang_X = <'C++', 'Perl', 'PHP'>lang_Y = <'Java', 'C#', 'PHP', 'Python'>lang_Z = lang_X.union(lang_Y) # или так lang_Z = lang_X | lang_Y print(lang_Z) >

Пересечение

Пересечением двух множеств «A» и «B» является такое третье множество «C», каждый элемент которого принадлежит и множеству «A», и множеству «B».

bats_enemies = <'Darkside', 'Jocker', 'Bane'>sups_enemies = <'General Zod', 'Darkside', 'Lobo'>JL_enemies = bats_enemies.intersection(sups_enemies) # или так JL_enemies = bats_enemies & sups_enemies print(JL_enemies) >

Разность множеств

Разностью двух множеств «O» и «P» является такое третье множество «S», каждый элемент которого принадлежит множеству «O» и не принадлежит множеству «P».

Симметрическая разность

Симметрической разностью двух множеств «M» и «N» является такое третье множество «L», каждый элемент которого принадлежит либо множеству «M», либо «N», но не их пересечению.

f_set = <11, 'a', 18, 'v', 65, 'g'>s_set = <11, 'z', 32, 'v', 0, 'g'>t_set = f_set.symmetric_difference(s_set) # или так t_set = f_set ^ s_set print(t_set) >

Помимо теоретико-множественных операций, в питоне существуют и сугубо утилитарные производные методы.

isdisjoint()

Метод определяет, есть ли у двух set-ов общие элементы:

it = <'green', 'white', 'red'>ru = <'white', 'blue', 'red'>ukr = <'blue', 'yellow'># вернет False, если множества пересекаются print(ukr.isdisjoint(it)) > True # и True, в противном случае print(ru.isdisjoint(it)) > False

В Python нет оператора, который бы соответствовал этому методу.

issubset()

Показывает, является ли «I» подмножеством «J» (Метод вернет True, если все элементы «I» принадлежат «J»):

solar_system = <'Mercury', 'Venus', 'Earth', 'Mars', 'Jupiter', 'Saturn', 'Uranus', 'Neptune'>first_three_planets = <'Mercury', 'Venus', 'Earth'>poor_small_guy = <'Pluto'>emptyness = set() print(first_three_planets.issubset(solar_system)) # или так first_three_planets True print(poor_small_guy.issubset(solar_system)) # poor_small_guy False # как и в математике, пустое множество есть подмножество любого множества print(emptyness.issubset(solar_system)) # emptyness True # также любое множество является подмножеством самого себя print(poor_small_guy.issubset(poor_small_guy)) # poor_small_guy True

print(poor_small_guy.issubset(poor_small_guy)) # poor_small_guy False

issuperset()

Показывает, является ли «F» надмножеством «G»:

print(solar_system.issuperset(first_three_planets)) # solar_system >= first_three_planets > True print(poor_small_guy.issuperset(solar_system)) # poor_small_guy >= solar_system > False # в сердечке Плутона лишь пустота… print(poor_small_guy.issuperset(emptyness)) # poor_small_guy >= emptyness > True

print(poor_small_guy > poor_small_guy) > False

И для него в языке Python тоже не существует соответствующего метода.

update()

Изменяет исходное множество по объединению:

dogs_in_first_harness = <'Lessie', 'Bork', 'Spark'>dogs_in_second_harness = <'Lucky'>dogs_in_second_harness.update(dogs_in_first_harness) # или так dogs_in_second_harness |= dogs_in_first_harness print(dogs_in_second_harness) >

intersection_update()

difference_update()

symmetric_difference_update()

И, наконец, по симметрической разности:

his_bag = <'croissant', 'tea', 'cookies'>her_bag = <'tea', 'cookies', 'chocolate', 'waffles'>her_bag.symmetric_difference_update(his_bag) print(her_bag) # или так her_bag ^= his_bag >

Свойства методов и операторов

list_of_years = [2019, 2018, 2017] set_of_years = <2009, 2010, 2011>print(set_of_years.union(list_of_years)) > <2017, 2018, 2019, 2009, 2010, 2011>print(set_of_years | list_of_years) > Traceback (most recent call last):> print(set_of_years | list_of_years) TypeError: unsupported operand type(s) for |: ‘set’ and ‘list’

Но есть и сходства. Например, важным является то, что некоторые операторы и методы позволяют совершать операции над несколькими сетами сразу:

Тем интереснее, что оператор ^ симметрической разности позволяет использовать несколько наборов, а метод symmetric_difference() — нет.

tc1 = <10.1, 20.2, 30.3, 40.4, 50.5>tc2 = <10.1, 20.2, 30.3, 40.4, 500>tc3 = <1, 50.1, 1000>print(tc1 ^ tc2 ^ tc3) # вы же помните про порядок операций (слева-направо)? > <1, 1000, 50.1, 50.5, 500>print(tc1.symmetric_difference(tc2, tc3)) > Traceback (most recent call last): print(tc1.symmetric_difference(tc2, tc3)) TypeError: symmetric_difference() takes exactly one argument (2 given)

Преобразования

Конвертация строки во множество

Чтобы перевести строку во множество, достаточно представить её в виде литерала этого множества.

my_string = ‘Lorem ipsum dolor sit amet’ sting_to_set = print(sting_to_set) >

Конвертация списка во множество

Со списком подобный трюк не пройдет, но здесь на помощь спешит функция set() :

my_list = [2, 4, 8, 16, 32] list_to_set = set(my_list) print(list_to_set) >

Frozenset

Источник

№11 Множества (set) / Уроки по Python для начинающих

Множества — неупорядоченная и не индексируемая последовательность. В Python множества пишутся в фигурных скобках.
Создание множества:

Примечание. Они не упорядочены, поэтому элементы будут отображаться в произвольном порядке.

Множество хранит только уникальные элементы:

Доступ к элементам

Проверим присутствует ли «dict» этой последовательности:

Изменение элементов

Вы не можете менять элементы set, но можете добавлять новые.

Добавить элементы

Получите длину set

Удаление элементов

Примечание: Если элемент, который нужно удалить не существует, remove() вызовет ошибку.
Убрать “list” используя метод discard() :

Примечание. Если элемент для удаления не существует, discard() не будет вызывать ошибку.

Вы также можете использовать метод pop() — для удаления элемента, но он удалит только последний элемент. Помните, что set не упорядочены, поэтому вы не будите знать, какой элемент удаляете.

Возвращаемое значение метода pop () — это удаленный элемент.

Метод clear() очистит множество:

Ключевое слово del полностью удалит множество:

Конструктор set()

Есть так же возможность использовать конструктор set() для создания множества.

Методы Set

В Python есть встроенные методы, с помощью которых вы можете работать с sets.

Источник

Множества в Python

Множество (англ. «set«) – неупорядоченная коллекция из уникальных (неповторяющихся) элементов. Элементы множества в Python должны быть немутабельны (неизменяемы), хотя само содержимое множества может меняться: можно добавлять и удалять элементы из множества.

О неизменяемых множествах написано в конце этой статьи.

CPython: внутри множества реализованы как хэш-таблицы, в которых есть только ключи без значений и добавлены некоторые оптимизации, которые используют отсутствие значений. Проверка членства выполняется за время O(1), так как поиск элементов в хэш-таблицы тоже выполняется за О(1). Если интересно, как это реализовано на С: вот ссылка.

Создание множества

Сформировать множество можно несколькими способами. Самый простой – перечислить элементы через запятую внутри фигурных скобок <>. Множество может содержать элементы разных типов, главное, чтобы они были неизменяемы. Поэтому кортеж можно поместить в множество, а список – нельзя.

Можно также воспользоваться встроенной функцией set, чтобы создать множество из другой коллекции: списка, кортежа или словаря. Если это будет словарь – то новое множество будет составлено только из ключей этого словаря. Можно создать множество даже из строки: будет добавлена каждая буква (но только один раз):

Как создать пустое множество? <> – вернет нам пустой словарик, а не множество. Поэтому, нужно использовать set() без аргументов.

Изменение множеств

Множества можно менять, добавляя или удаляя элементы. Так как они не упорядочены, то индексирование не имеет смысла и не поддерживается: мы не может получать доступ к элементам множества по индексу, как мы это делаем для списков и кортежей.

Добавление одного элемента выполняется методом add(). Нескольких элементов из коллекции или нескольких коллекций – методом update():

Естественно, что при добавлении элементов дубликаты игнорируются.

Удаление элементов из множества

Для удаления элемента существуют методы discard() и remove(). Делают они одно и тоже, но если удаляемого элемента нет во множестве, то discard() оставит множество неизменным молча, а remove() – бросит исключение:

Также есть метод pop(), который берет какой-нибудь (первый попавшийся) элемент множества, удаляет его и возвращает как результат:

Наконец, очистить множество (т.е. удалить все его элементы) можно методом clear():

Проверка членства

Узнать есть ли элемент в множестве очень легко оператором in (или not in, если хотим убедиться в отсутствии элемента):

Таким образом проверяется членства одного элемента, если нужно узнать является ли одно множество подмножеством другого, то оператор in тут не подойдет:

Итерация множеств

Пробежаться по элементам множества также легко, как и по элементам других коллекций оператором for-in (порядок обхода не определен точно):

Операции над множествами

Самое интересное – проводить математические операции над множествами.

Рассмотрим два множества A и B:

Объединение

Объединение множеств – множество, в котором есть все элементы одного и другого множеств. Это коммуникативная операция (от перемены мест ничего не меняется).

В Python используется либо метод union(), либо оператор вертикальная черта «|»:

Пересечение множеств

Пересечение множеств – множество, в которое входят только общие элементы, то есть которые есть и в первом, и во втором множестве. Также коммуникативная операция.

Пересечение вычисляют методом intersection() или оператором амперсандом «&»:

Разность множеств

Разность множеств A и В – множество элементов из A, которых нет в B. Не коммуникативная операция!

Выполняется знаком минус «-» или оператором difference():

Как видно есть разница, в каком порядке идут операнды.

Симметричная разность

Симметричная разность – это объединение множеств за исключеним их пересечения. По другому, это сумма разностей. Это коммуникативный оператор.

Используется метод symmetric_difference() или оператор крышка «^»:

Обратите внимание на эквивалентность операции определениям, которые я привел в начале этого раздела:

Прочее

Ко множествам можно применять стандартные функции all(), any(), enumerate(), len(), max(), min(), sorted(), sum(). Описания их ищите тут.

Прочие методы класса set:

Замороженное множество

Замороженное множество (frozen set) также является встроенной коллекцией в Python. Обладая характеристиками обычного множества, замороженное множество не может быть изменено после создания (подобно тому, как кортеж является неизменяемой версией списка).

Будучи изменяемыми, обычные множества являются нехешируемыми (unhashable type), а значит не могут применятся как ключи словаря или элементы других множеств.

Замороженные множества являются хэшируемыми, а значит могут быть ключами словаря и элементами других множеств.

Создаются замороженные множества функцией frozenset(), где аргументом будет другая коллекция. Примеры:

Над замороженными множествами можно производить все вышеописанные операции, кроме тех, что изменяют содержимое этого множества. Причем результатом логических операций будут тоже замороженные множества:

Теперь вы знаете много о множествах в Python.

Специально для канала @pyway. Подписывайтесь на мой канал в Телеграм @pyway 👈

Источник