что такое множество в python

Множества в Python – объяснение с примерами

Если вы новичок в Python, то, скорее всего, уже сталкивались со списками. Однако слышали ли вы про множества в Python?

В этой статье мы рассмотрим, что такое множества, как их создавать и какие операции с ними можно совершать.

Что такое множества в Python?

В Python множества очень похожи на списки, за исключением того факта, что их элементы неизменяемы. Это означает, что вы не можете изменять элементы уже объявленного множества. Но добавлять и удалять элементы из множества можно.

Другими словами, множество – это изменяемая неупорядоченная группа элементов, в которой сами элементы неизменяемы.

Марк Лутц «Изучаем Python»

Скачивайте книгу у нас в телеграм

Как создать множество

Вы также можете создавать множества, используя синтаксис фигурных скобок <> :

Функция set() принимает итерируемый объект и возвращает список объектов, которые будут вставлены в множество. При помощи синтаксиса <> в множество вставляются объекты, взятые в фигурные скобки.

Независимо от способа создания множества каждый его элемент должен быть неизменяемым объектом. Поэтому, если вы добавите список в множество, то столкнетесь с ошибкой, ведь списки изменяемы:

Как добавить или удалить элемент из множества

Мы уже знаем, что множества можно менять. Это означает, что вы можете добавлять и удалять элементы, которые принадлежат множеству.

Но обратите внимание: если мы попытаемся добавить в множество cello — элемент, который уже есть в множестве, — ничего не поменяется:

Это связано с тем, что множества в Python не могут содержать дубликатов. Итак, когда мы попытались добавить еще одну строку cello в множество, Python понял, что мы пытаемся добавить повторяющийся элемент, и не обновил набор. Это одно из ключевых отличий множества от списка.

А вот так можно удалить элементы из множества:

Функция remove(x) удаляет элемент x из множества. Если же элемента x нет в множестве, то функция возвращает KeyError :

Есть еще пара способов удалить элемент из множества:

Вот несколько примеров для иллюстрации и лучшего понимания:

Операции над множествами в Python

Если вы помните основы математики в старшей школе, вы, вероятно, вспомните такие математические операции над множеством, как объединение, пересечение, разность и симметричная разность. Что ж, те же самые операции применимы и ко множествам в Python.

1. Объединение множеств

2. Пересечение множеств

3. Разность множеств

4. Симметричная разность

Симметричная разность двух множеств – это множество из всех элементов, имеющихся только в первом множестве и только во втором, но не в обоих сразу.

Как изменить множество с помощью операций

Каждая из операций над множествами, которые мы обсуждали выше, может использоваться для изменения существующего множества в Python.

Другие операции над множествами в Python

Эти операции встречаются не так часто. С их помощью можно увидеть, как множества соотносятся друг с другом. Для осуществления этих операций используются следующие методы и операторы:

Frozenset или неизменяемые множества в Python

Поскольку множества изменяемы, они не могут быть хешированы. Это означает, что вы не можете использовать их в качестве ключей словаря.

Использовать же неизменяемое множество в качестве ключей словаря крайне просто:

Заключение

Вот и все! В этой статье мы рассмотрели такой тип данных, как множества: что они собой представляют, как их создавать и как работать с ними. Также мы на примерах разобрали различные операции над множествами.

Освоив множества, вы сможете покорить большинство встроенных функций в Python. Все, что вам нужно сейчас – это практика. Удачи и успехов в написании кода!

Источник

Операции с множествами в Python – полное руководство

В отличие от других коллекций в Python, к элементам множества не привязан индекс, т. е. мы не можем напрямую получить доступ к любому элементу множества с помощью индекса. Однако мы можем напечатать их все вместе или получить список элементов, перебирая набор.

Что такое множества в Python?

Множества в Python – это набор неупорядоченных элементов. Каждый элемент в множестве должен быть уникальным, неизменным, наборы удаляют повторяющиеся элементы. Множества изменяемы, что означает, что мы можем изменять их после создания.

Создание множества

Множества можно создать, заключив неизменяемые элементы, разделенные запятыми, в фигурные скобки <>. Python также предоставляет метод set(), который можно использовать для создания набора с помощью переданной последовательности.

Пример 1. Использование фигурных скобок

Пример 2. Использование метода set()

Он может содержать любой тип элемента, такой как целое число, число с плавающей запятой, кортеж и т. д. Но изменяемые элементы(список, словарь) не могут быть членами множества.

Рассмотрим следующий пример:

В приведенном выше коде мы создали два множества: набор set1 имеет неизменяемые элементы, а set2 имеет один изменяемый элемент в виде списка. При проверке типа set2 возникла ошибка, что означает, что set может содержать только неизменяемые элементы.

Создание пустого множества немного отличается, потому что пустые фигурные скобки <> также используются для создания словаря. Итак, Python предоставляет метод set(), используемый без аргументов для создания пустого набора.

Посмотрим, что получится, если мы поместим в множество повторяющийся элемент.

В приведенном выше коде мы видим, что set5 состоял из нескольких повторяющихся элементов, когда мы распечатали его, удалив дублирование из множества.

Добавление элементов в множество

Python предоставляет методы add() и update(), которые можно использовать для добавления определенного элемента в набор. Метод add() используется для добавления одного элемента, тогда как метод update() используется для добавления нескольких элементов в набор. Рассмотрим следующий пример.

Пример 1. Использование метода add()

Чтобы добавить в множество более одного элемента, Python предоставляет метод update(). Он принимает в качестве аргумента итерацию.

Пример 2. Использование функции update()

Удаление элементов из множества

Python предоставляет методы discard() и remove(), которые можно использовать для удаления элементов из множества. Разница между этими функциями: при использовании функции discard(), если элемент не существует в множестве, набор остается неизменным, тогда как метод remove() выдаст ошибку.

Рассмотрим следующий пример.

Пример 1. Использование метода discard()

Python также предоставляет метод remove() для удаления элемента из множества. Рассмотрим следующий пример, чтобы удалить элементы с помощью метода remove().

Пример 2. Использование функции remove()

Мы также можем использовать метод pop() для удаления элемента. Как правило, метод pop() всегда удаляет последний элемент, но set неупорядочено, мы не можем определить, какой элемент будет извлечен из множества.

Рассмотрим следующий пример, чтобы удалить элемент из множества с помощью метода pop().

В приведенном выше коде последним элементом набора месяцев является март, но метод pop() удалил июнь и январь, поскольку набор неупорядочен, а метод pop() не смог определить последний элемент множества.

Python предоставляет метод clear() для удаления всех элементов из множества.

Рассмотрим следующий пример:

Разница между discard() и remove()

Несмотря на то, что методы discard() и remove() выполняют одну и ту же задачу, есть одно основное различие между ними.

Если ключ, который нужно удалить из множества с помощью discard(), не существует в наборе, Python не выдаст ошибку. Программа поддерживает свой поток управления.

С другой стороны, если элемент, который нужно удалить из множества с помощью remove(), не существует в множестве, Python выдаст ошибку.

Операции с множествами в Python

Python предоставляет возможность выполнять операции с операторами или методами.

Объединение двух множеств

Объединение двух множеств вычисляется с помощью оператора вертикальной черты(|). Объединение двух наборов содержит все элементы, которые присутствуют в обоих наборах.

Рассмотрим следующий пример, чтобы вычислить объединение двух множеств.

Пример 1: использование оператора union

Python также предоставляет метод union(), который также можно использовать для вычисления объединения двух множеств. Рассмотрим следующий пример.

Пример 2: использование метода union()

Пересечение двух множеств

Пересечение двух множеств может быть выполнено с помощью оператора and & или функции intersection(). Пересечение двух множеств задается как набор элементов, общих в обоих множествах.

Рассмотрим следующий пример.

Пример 1. Использование оператора &

Пример 2. Использование метода crossction()

Метод crossction_update()

Метод crossction_update() удаляет элементы из исходного множества, которые отсутствуют в обоих множествах(все наборы, если указано более одного).

Метод crossction_update() отличается от метода correction(), поскольку он изменяет исходный набор, удаляя ненужные элементы, с другой стороны, метод crossction() возвращает новый набор.

Рассмотрим следующий пример:

Разница между двумя множествами

Разницу двух множеств можно вычислить с помощью оператора вычитания(-) или метода intersection(). Предположим, есть два множества A и B, и разница составляет AB, что означает, что в результате будет получен тот элемент из A, которого нет в множестве B.

Рассмотрим следующий пример.

Пример 1: Использование оператора вычитания(-)

Пример 2: Использование метода difference()

Симметричная разность двух множеств

Симметричная разность двух множеств вычисляется с помощью оператора ^ или метода symric_difference(). Симметричная разность множеств удаляет тот элемент, который присутствует в обоих множествах. Рассмотрим следующий пример:

Пример 1. Использование оператора ^

Пример 2. Использование метода symric_difference()

Операторы сравнения

Рассмотрим следующий пример.

FrozenSets

Замороженные множества представляют собой неизменяемую форму обычных наборов, то есть элементы замороженного набора не могут быть изменены, и поэтому его можно использовать в качестве ключа в словаре.

Элементы frozenset множества не могут быть изменены после создания. Мы не можем изменять или добавлять содержимое замороженных наборов с помощью таких методов, как add() или remove().

Метод frozenset() используется для создания объекта frozenset. Итерируемая последовательность передается в этот метод, который преобразуется в замороженный набор в качестве возвращаемого типа метода.

Рассмотрим следующий пример, чтобы создать замороженное множество.

Frozenset для словаря

Если мы передадим словарь как последовательность внутри метода frozenset(), он возьмет только ключи из словаря и вернет frozenset, который содержит ключ словаря в качестве своих элементов.

Пример – 1: Напишите программу для удаления данного числа из множества.

Пример – 2: Напишем программу для добавления нескольких элементов в множество.

Пример – 3: как найти объединение между двумя множествами.

Пример-4: как найти пересечение между двумя множествами.

Пример – 5: программа для добавления элемента к frozenset.

Приведенный выше код вызвал ошибку, потому что Frozensets неизменяемы и не могут быть изменены после создания.

Пример – 6: как найти исходное множество, подмножество и надмножество.

Источник

Set Python. Множества в Python

В языке Python есть тип данных, который может быть очень полезен для работы с множествами – это set. В данном уроке будет рассказано о том, как работать с множествами (set python) и об операциях над ними.

Что это

Set в Python — это тип данных, встроенный в язык и предназначенный для работы с последовательностями, которые имеют свойства математических множеств. В качестве элементов набора данных выступают различные неизменяемые объекты. В python множество может состоять из не ограниченного количества элементов и они могут быть любых неизменяемых типов, таких как кортежи, числа, строки и т. д. Однако, множество не поддерживает mutable элементы, к примеру списки, словари, и прочие. Python множества — это изменяемые коллекции элементов, обладающие некоторыми особенностями:

— их элементы не упорядочены;

— их элементы не повторяются.

Таким образом, множеством в языке Python является неупорядоченная совокупность элементов, при том уникальных. Порядок расстановки элементов не учитывается при работе с его содержимым. Над одним или несколькими множествами можно выполнять разные операции, используя функции, содержащиеся в стандартной библиотеке Python.

Как создать множество python

Перед тем как выполнять операции с множеством, необходимо его создать. Существует несколько способов создавать множества в Python. Можно это сделать, присвоив любой переменной коллекцию значений, окружив их фигурными скобками <>, а так же разделить все элементы запятыми.

Создание множества в Python выглядит следующим образом:

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

Множеством в языке программирования Python называется неупорядоченная совокупность уникальных значений. В качестве элементов этого набора данных могут выступать любые неизменяемые объекты, такие как числа, символы, строки. В отличие от массивов и списков, порядок следования значений не учитывается при обработке его содержимого. Над одним, а также несколькими множествами можно выполнять ряд операций, благодаря функциям стандартной библиотеки языка программирования Python.

Создание

Перед тем как начать работу с множеством, необходимо для начала его создать. Сделать это можно, просто присвоив переменной последовательность значений, выделив их фигурными скобками. Следующий пример показывает код, в котором создается множество целых чисел под названием a, после функция print выводит на экран его содержимое.

Как можно заметить, все элементы полученной последовательности являются уникальными, без повторений. Существует и другой способ создания множеств, который подразумевает использование метода set. Аргументом этой функции может быть набор неких данных или даже строка с текстом, как это показано в следующем примере.

В результате выполнения этого кода, программа заполняет новое множество уникальными символами из входной строки. Содержимое набора также выводится на экран.

Использование

Обычно используется для следующих операций:

Генератор

Для создания множества можно в Python воспользоваться генератором, позволяющих заполнять списки, а также другие наборы данных с учетом неких условий. Заполнение проводится аналогично генерации списков, рассмотренной в отдельной статье.

Следующий код демонстрирует генерацию множества a с циклом for для нескольких чисел.

Как и прежде, метод print показывает содержимое полученного набора значений, где нет повторений, поскольку одинаковые числа автоматически удаляются.

Изменение множеств

Для управления содержимым множеств в языке Python присутствуют специальные методы, дающие возможность добавлять и удалять отдельные элементы.

Получение размера

Узнать точное количество элементов, входящих в состав множества, поможет метод len, принимающий в качестве аргумента набор данных. Функция print выводит результат.

Добавление элемента

Чтобы внести новые значения, потребуется вызывать метод add. Аргументом в данном случае будет добавляемый элемент последовательности. В примере кода на Python добавим в множество элемент со значением 4.

Удаление элемента

Для удаления элементов из множества используются следующие функции в Python (кроме очистки, которая будет рассмотрена ниже):

Избавиться от лишних значений в наборе данных с помощью remove. В качестве входного параметра здесь выступает элемент, который нужно удалить (в примере удалим число со значением 3).

По поводу функции pop хотелось бы отметить, что так как множества не упорядочены, то удалится случайный элемент, который будет находиться в памяти первым. Но если они в памяти хранятся в отсортированном виде, что не факт, то скорее всего будет удален элемент с наименьшим значением. Но на это не стоит рассчитывать.

Полная очистка

Иногда необходимо полностью убрать все элементы. Чтобы не удалять каждый элемент отдельно, используется метод clear, не принимающий аргументов. Если вывести содержимое после этой операции, на экране появится только его название.

В результате получили пустое множество.

Сортировка

Порядок следования элементов не учитывается. Поэтому нет смысла говорить о сортировке множеств в Python 3.

Но с другой стороны все дело обстоит не со всем так. Для быстрого поиска элемента, желательно их хранить в памяти в упорядоченном виде.

В начале рассмотрим, что будет с элементами разных типов данных в одном множестве. Такие элементы не должны сортироваться. Если мы будем выводить элементы с помощью команды print, то они выводятся примерно следующим образом:

Как видим, у нас вывелись не отсортированные значения, если повторить запуск, то порядок будет меняться. Но это только в том случае, если перемешаны элементы разного типа.

Посмотрим, что будет, если попытаемся вывести только числа:

Все элементы выведены упорядоченно. Теперь посмотрим что будет если преобразовать в список:

Аналогично, в список значения записались отсортированными по возрастанию.

Получается, что элементы хранятся в памяти в упорядоченном виде, если они одного типа. Но лучше не стоит на это расчитывать, алгоритмы Python могут поменяться.

Операции над множествами

Помимо различных манипуляций с элементами множеств, существуют еще и операции над ними, позволяющие одной строчкой кода выполнять сложные преобразования.

Рассмотрим операции с множествами доступные в Python 3.

Объединение

Чтобы объединить все элементы двух разных множеств, стоит воспользоваться методом union на одном из объектов. Следующий пример демонстрирует работу данной функции, где создается последовательность чисел под именем c.

Добавление

Чтобы добавить все элементы из одного множества к другому, необходимо вызывать метод update на первом объекте. Таким образом можно перенести уникальные данные из одного набора чисел в другой, как это показано в следующем примере.

Пересечение

Чтобы найти общие элементы для двух разных множеств, следует применить функцию intersection, принимающую в качестве аргумента один из наборов данных. Код, приведенный ниже, создает новую последовательность чисел из пересечения двух множеств в Python 3.

Разность

Чтобы вычислить разность для двух разных множеств, необходимо воспользоваться методом difference. Функция позволяет найти элементы, уникальные для второго набора данных, которых в нем нет. Следующий код демонстрирует эту операцию.

Отношения между множествами

Для определения подмножеств и надмножеств существуют специальные функции, возвращающие True или False в зависимости от результата выполнения.

Определение подмножества

Чтобы выяснить, является ли множество a подмножествомb, стоит попробовать вывести на экран результат выполнения метода issubset, как в следующем примере. Так как не все элементы набора чисел a присутствуют в b, функция вернет False.

Определение надмножества

Чтобы узнать, является ли множество a надмножеством b, необходимо вызвать метод issuperset и вывести результат его работы на экран. Поскольку все элементы набора чисел b присутствуют в a, функция возвращает True.

Тип frozenset

Множество, содержимое которого не поддается изменению имеет тип frozenset. Значения из этого набора нельзя удалить, как и добавить новые. В следующем примере демонстрируется создание при помощи стандартной функции.

Поскольку содержимое frozenset должно всегда оставаться статичным, перечень функций, с которыми такое множество может взаимодействовать, имеет ограничения.

Преобразование множеств

Иногда возникает необходимость представления уже готовой последовательности значений в качестве совсем другого типа данных. Возможности языка позволяют конвертировать любое множество в строку, словарь или список при помощи стандартных функций.

Строка

Для преобразования множества в строку используется конкатенация текстовых значений, которую обеспечивает функция join. В этом случае ее аргументом является набор данных в виде нескольких строк. Запятая в кавычках выступает в качестве символа, разделяющего значения. Метод type возвращает тип данных объекта в конце приведенного кода.

Словарь

Чтобы получить из множества словарь, следует передать функции dict набор из нескольких пар значений, в каждом из которых будет находиться ключ. Метод print демонстрирует на экране содержимое полученного объекта, а type отображает его тип.

Следует отметить, что каждый элемент для такого преобразования — кортеж состоящий из двух значений:

Список

По аналогии с предыдущими преобразованиями можно получить список неких объектов. На этот раз используется метод list, получающий в качестве аргумента множество a. На выходе функции print отображаются уникальные значения для изначального набора чисел.

Резюме

Следующая таблица отображает краткую сводку по всем пройденным функциям, включая их названия и назначение.

Заключение

Таким образом, были рассмотрены базовые возможности множеств стандартной библиотеки языка программирования Python. Использование этой совокупности уникальных значений, позволяет не только манипулировать различными видами данных, производя объединение, пересечение и вычитание определенных элементов. Благодаря стандартным функциям по работе с множествами, программист получает возможность конвертировать их в другие типы данных, обладающие упорядоченностью, такие как строка, список и словарь.

Источник