5.2　集合

集合与元组和列表实际上也是接近的，只是集合强调的是元素的无序性和唯一性，也就是说，集合中的元素是没有固定排序的，并且一个集合中不存在两个相同的元素。

5.2.1　创建集合

创建集合使用的是花括号“{}”或Python的内置函数set，下面通过如代码清单5-6来说明。

代码清单5-6：创建集合

显然，创建集合还是比较简单的，但是如果创建的是一个空集合，那么只能使用set函数，而不能使用花括号，如下所示：

运行上述代码得到的输出结果如下：

由此可见，这里的set2并不是一个集合，而是后面要介绍的字典，所以创建空集合只能使用set函数，而不能使用花括号。

对于集合来说，元素是不能重复的，如果在创建时存在相同的元素，那么集合会自动合并，以保证每个元素都不同，代码清单5-7可以验证这一点。

代码清单5-7：带有重复元素创建集合

上述代码中的“python”、3和9都是重复的元素，在创建的时候集合会将它们合并为一个，因此运行这段程序的输出结果如下：

由此可见，集合会合并相同的元素，以保证每个元素都是不重复的。

5.2.2　新增元素

在集合中新增元素可以使用add函数和update函数。其中，使用add函数可以新增一个元素，而使用update函数可以将元组、集合、列表等可迭代的数据类型的元素添加到集合中。

add函数的用法如下：

显然，add函数允许一个一个地新增元素。如果需要添加多个元素则可以考虑使用update函数，如下所示：

运行上述代码得到的输出结果如下：

每次运行的输出结果都可能出现不同，这是因为集合中的元素是无序的，并不能保证元素的顺序。

5.2.3　删除元素

在集合中存在3个删除元素的函数，分别是remove、discard和pop，下面展开介绍。

remove函数代表删除一个元素，参数是元素的值，需要注意的是，当无法找到对应的元素时，运行时会发生异常，如下所示：

需要注意的是，代码①处删除的5并不在集合中，所以运行到这行时就会发生异常，为了保证不发生异常，就需要先行验证元素是否在集合中，如下所示：

但是这样会显得很麻烦，为此集合中还提供了discard函数。discard函数的含义也是删除集合中的一个元素，但是如果找不到要删除的元素，那么就什么都不做，这样就不会发生异常，如下所示：

上述代码使用了discard函数，这样即使运行到代码①处时，集合也不会因为找不到元素而发生异常。

pop函数则是从集合中随机弹出一个元素，之所以是随机的，是因为集合是无序的。如果集合已经为空，那么pop函数在执行时也会发生异常。下面通过代码清单5-8来说明。

代码清单5-8：使用集合中的pop函数

需要注意代码①处，由于set2是一个空集合，因此执行这行代码时会发生异常。

此外，集合中还提供了清空的功能，clear函数可以清空集合中所有的元素，如下所示：

运行上述代码得到的输出结果如下：

5.2.4　判断元素是否在集合中

判断元素是否在集合中使用in关键字，这和列表、元组等数据类型也是接近的，如下所示：

运行上述代码得到的输出结果如下：

5.2.5　遍历集合

对于集合来说，它的元素是无序的，所以遍历集合时，元素的顺序也是随机的。遍历集合的方法很多，下面通过代码清单5-9来说明。

代码清单5-9：遍历集合中的元素

代码①处使用for循环遍历集合，代码②处通过迭代来进行循环，代码③处则是通过while循环遍历集合。运行上述代码可能会输出如下结果：

5.2.6　关于集合的函数

关于集合的函数，首先是Python内置的4个函数，如表5-2所示。

下面运用表5-2中的4个函数，如代码清单5-10所示。

代码清单5-10：Python关于集合的4个内置函数

运行上述代码得到的输出结果如下：

除此之外，集合也有自己的函数，主要是集合交、补、并、差等运算，下面通过表5-3进行简要的说明。

在表5-3中，加粗的函数在前面已经讨论过，所以本节不再重复介绍。其他的函数则是读者需要关注的内容，主要是集合的交、补、并、差运算，下面通过举例进行介绍。

copy函数用于复制当前的集合，测试代码如下：

运行上述代码得到的输出结果如下：

虽然复制集合成功，但两个集合的地址不尽相同，这说明复制会创建新的集合。

差集主要使用函数difference和difference_update，它们的逻辑是相同的，只是difference_update函数会更新当前集合中的元素，而difference函数则不会，测试代码如下：

difference函数和difference_update函数的区别在于是否会修改当前集合中的元素，这是需要读者在实践中注意的。运行上述代码得到的输出结果如下：

交集分为3个函数：isdisjoint、intersection和intersection_update。isdisjoint函数用于判断两个集合是否存在相交的元素；intersection函数用于求两个集合的交集，但是并不改变当前集合；intersection_update函数用于求两个集合的交集并修改当前集合。测试代码如下：

运行上述代码得到的输出结果如下：

接下来求集合中不重复的元素，这里涉及两个函数：symmetric_difference和symmetric_difference_update。其中，symmetric_difference函数会返回两个集合中不重复的元素，而symmetric_difference_update函数则用于求两个集合中不重复的元素，并赋值给当前集合。下面通过代码进行说明：

运行上述代码得到的输出结果如下：

下面进行父子集合的判断，这里涉及两个函数：issubset和issuperset。issubset函数用于判断当前集合是否为参数集合的子集，而issuperset函数则用于判断当前集合是否为参数集合的父集。下面通过代码进行说明：

运行上述代码得到的输出结果如下：

最后介绍并集，它只有一个union函数，下面举例说明：

运行上述代码得到的输出结果如下：