Как выглядит инструкция добавления элемента х в множество s

Время на прочтение
10 мин

Количество просмотров 38K

Класс set (множество) — это одна из ключевых структур данных в Python. Она представляет собой неупорядоченную коллекцию уникальных элементов. Класс set, в некоторой степени, соответствует математическому множеству. Многие широко используемые математические операции, применимые к множествам, существуют и в Python. Часто вычисления, производимые над множествами, оказываются гораздо быстрее, чем альтернативные операции со списками. В результате, для того чтобы писать эффективный код, Python-программисту просто необходимо уметь пользоваться множествами. В этой статье я расскажу об особенностях работы с классом set в Python.

Инициализация множеств

Существует два способа создания объекта set: с использованием конструкции set(iterable) и путём помещения элементов, разделённых запятыми, в фигурные скобки — { ... }. Если же при инициализации множества попытаться воспользоваться пустыми фигурными скобками — {} — тогда будет создан словарь, а не пустое множество. Для создания пустых множеств используется команда set(). Обратите внимание на то, что при инициализации множеств порядок элементов неважен, и на то, что дублирующиеся элементы в множество добавить не получится.

a = { "a", "b", "c", "d", "e", "f", "f" }
# конструктору set можно передать любой итерируемый объект
b = set(["a", "b", "c", "d", "e", "f"])
c = set(("a", "b", "c", "d", "e", "e", "f", "f"))
# порядок элементов неважен
d = set(["d", "e", "f", "a", "b", "c"])
# деструктурирование списка
e = { *["a", "b", "c", "d", "e", "f"] }
assert a == b == c == d == e

# в одном множестве могут храниться значения разных типов
f = set(["a", True, 123])
g = { "a", True, 123, True, 123 }
assert f == g

# set() - это множество, а {} - это словарь
assert set() != {}

Какие элементы можно включить в состав множества? Это могут быть только элементы иммутабельных типов. Сюда входят такие типы, как float, int, string, bool и прочие подобные. А вот мутабельные типы — списки, словари, да и сами множества, в состав множеств включать нельзя. Если вас интересуют подробности о типах данных в Python — рекомендую почитать эту статью. Учитывая вышесказанное — следующая конструкция вызовет ошибку:

{ ["a", "b", "c"], True }
# => TypeError: unhashable type: 'list'

Но что если случается так, что в множествах надо хранить некие уникальные последовательности значений? Подробнее об этом мы поговорим в конце статьи.

Примечание об иммутабельности

Иммутабельность — это ограничение, касающееся лишь встроенных типов. На практике, чтобы объект можно было добавить в множество, или чтобы его можно было использовать в качестве ключа в словаре, этот объект всего лишь должен быть хешируемым. По умолчанию объекты пользовательских классов обладают хешем, основанным на их идентификаторах. Равенство объектов определяется по их идентификаторам. Это значит, что два объекта, идентичные в плане атрибутов, будут равны друг другу только тогда, когда они представляют один и тот же объект, или в том случае, если для них определён пользовательский оператор eq.

Если для некоего класса определён пользовательский оператор eq, то объекты этого класса перестают быть хешируемыми, если только для них не будет определён пользовательский оператор hash. Тут важно то, что если два объекта равны, то их хеши тоже должны быть равны. В противном случае при добавлении подобных объектов в словарь или в множество возникнут проблемы. Дело в том, что при проверке наличия значения в составе ключей словаря или в составе множества, проверяются и хеши и равенство объектов.

Единственный случай, когда в множестве имеет смысл хранить мутабельный объект, или когда такой объект может играть роль ключа словаря, это когда оператор проверки равенства объекта не использует его мутабельные атрибуты. Предположим, у некоего объекта имеется оператор равенства и соответствующая хеш-функция, основанные на атрибутах этого объекта. Если такой объект сначала добавить в множество, а потом поменять его, тогда хеш-значение, использованное при его сохранении, будет отличаться от текущего хеш-значения. Это — плохая практика.

Добавление элементов в множества

Существует множество способов добавления элементов в множество. Для того чтобы осуществить изменение (мутацию) множества, отдельный элемент в него можно добавить командой .add(). Итерируемый объект добавляют командой .update(), или, что то же самое, используя оператор |=:

a = set()
# добавление строкового элемента
a.add("hello")
# Следующий код НЕ эквивалентен предыдущему.
# Метод update ожидает поступления итерируемого объекта, поэтому
# строка рассматривается как итерируемый объект, содержащий символы
# которые и добавляются в множество
a.update("hello")
assert a == { 'hello', 'h', 'e', 'l', 'o' }
# А тут в множество добавляются две строки, так как они размещены в списке
a.update(["hi", "world"])
assert a == { 'hello', 'h', 'e', 'l', 'o', "hi", "world" }

Под «мутацией» я понимаю изменение исходного объекта. Есть ещё команды, которые не изменяют исходное множество. Например — метод .union(), или его эквивалент — оператор |:

a = { "a", "b" , "c" }
b = { "a", "c", "d" }

assert a | b == a.union(b) == { "a", "b", "c", "d" }
# исходные объекты не изменились
assert a == { "a", "b" , "c" } and b == { "a", "c", "d" }

Явное различие поведения методов .update() и .union() можно продемонстрировать, разобрав следующий пример:

def add_to_set1(a, b):
    a.update(b)
    return a

def add_to_set2(a, b):
    a = a.union(b)
    return a

a = { "a", "b" , "c" }
b = { "a", "c", "d" }

# Исходный объект был модифицирован
# и будет равен возвращённому объекту
assert a == add_to_set1(a, b)

a = { "a", "b" , "c" }
b = { "a", "c", "d" }

# Исходный объект НЕ был модифицирован
# и не будет равен возвращённому объекту
assert a != add_to_set2(a, b)

И наконец — два множества можно конкатенировать, использовав деструктурирование:

a = { "a", "b" , "c" }
b = { "a", "c", "d" }
assert { *a, *b } == { "a", "b", "c", "d" }

Этот приём будет работать аналогично методу .union(), но я рекомендую пользоваться именно .union().

Обратите внимание на то, что в предыдущих примерах я пользовался методом .update(), но в них можно было бы применить и оператор |=. Это значит, что a |= b ( .update() ) — это НЕ то же самое, что a = a | b (.union()). Дело в том, что в первом фрагменте кода осуществляется изменение объекта, хранящегося в a, а во втором примере a назначается новое значение.

Удаление элементов множеств

Мы рассмотрели команды для добавления элементов в множества. Существуют похожие на них команды, применяемые при удалении элементов. Вот как эти команды можно соотнести с уже известными вам командами:

• Аналог .add() — .remove().

• Аналог .update() — .difference_update() или -=.

• Аналог .union() — .difference() или -.

Рассмотрим примеры:

a = { "a", "b" , "c" }
a.remove("b")
assert a == { "a", "c" }

a = { "a", "b" , "c" } 
# Так же, как .update(), эта команда ожидает итерируемый объект
# В результате здесь удаляются "a" и "b",
# а не целая строка "ab"
a.difference_update("ab")
assert a == { "c" }

a = { "a", "b" , "c" } 
a.difference_update(["ab"])
# "ab" нет в составе элементов множества, поэтому ничего не удаляется
assert a == { "a", "b", "c" }

# Оператор -, эквивалент метода .difference(),
# не модифицирует исходный объект
a = { "a", "b" , "c" } 
b = a - { "b", "c" }
assert a != b and b == { "a" }

Снова хочу обратить ваше внимание на то, что надо помнить о разнице между конструкциями вида a -= b (исходное множество изменяется) и a = a — b (исходное множество не изменяется).

Имеется и ещё несколько методов, которые могут пригодиться для удаления объектов:

• .clear() — очищает множество.

• .remove() — удаляет элемент лишь в том случае, если он существует (в противном случае выдаёт ошибку); .discard() — работает похожим образом, но, если элемента не существует, ошибку не возвращает.

• .pop() — удалит случайный элемент из множества и вернёт этот элемент.

Другие операции для работы с множествами

Одна из сильных сторон Python-множеств заключается в наличии большого количества стандартных операций, предназначенных для работы с ними. Мы обсудили команды для модификации множеств путём добавления и удаления элементов, но это — далеко не всё, что можно делать с множествами.

Пересечение множеств

Пересечением двух множеств является множество элементов, входящих в состав обоих множеств. Для выполнения этой операции используются следующие методы и операторы:

• Команды, при выполнении которых множество не меняется: .intersection() или &. Например — a.intersection(b) или a & b.

• Команды, при выполнении которых множество меняется: .intersection_update() или &=.

Пример:

a = { "a", "b", "c" }
b = { "b", "c", "d" }
assert a & b == { "b", "c" }

Симметрическая разность множеств или дизъюнктивное объединение

Симметрическая разность множеств — это противоположность их пересечению. Она даёт все элементы, которые не принадлежат одновременно обоим исходным множествам. Для нахождения симметрической разности множеств используются следующие методы и операторы:

• Команды, при выполнении которых множество не меняется: .symmetric_difference() или ^. Например — a.symmmetric_difference(b) или a ^ b.

• Команды, при выполнении которых множество меняется: .symmetric_difference_update() или ^=.

Пример:

a = { "a", "b", "c" }
b = { "b", "c", "d" }
assert a ^ b == { "a", "d" }

Методы проверки наличия элементов в множествах, сравнение множеств

Я рассказал о том, как модифицировать множества, но они, в основном, используются для того, чтобы быстро проверять, имеются ли в них некие элементы, или нет. Подобные операции, выполняемые на списках, будут медленнее. Посмотрим на конструкции, используемые для проверки наличия элементов в множествах, и на некоторые другие полезные команды.

Проверка принадлежности элемента множеству

Вероятно, это — та операция, к которой вы будете прибегать чаще, чем к другим. Проверка наличия элемента в множестве выполняется с помощью оператора in. А проверка отсутствия элемента — с помощью оператора not in. Для таких операций над множествами, в отличие от подобных проверок, выполняемых в применении к спискам, характерна константная временная сложность — O(1). В результате, по мере роста размеров множества, не будет страдать скорость проверки наличия или отсутствия в нём неких элементов.

a = { "a", "b", "c" }
assert "a" in a
assert "d" not in a

Проверка того, является ли одно множество подмножеством другого

Множество является подмножеством другого множества в том случае, если все элементы первого множества входят в состав второго. Например, (A, B, C) — это подмножество (A, B, C, D). В Python подобную проверку можно провести, воспользовавшись методом .issubset() или оператором <=. Чтобы проверить, является ли одно множество истинным подмножеством другого, то есть — что одно множество — это подмножество другого, и что эти множества не равны, можно воспользоваться оператором <. Но учитывайте, что ещё можно пользоваться операторами >= и >.

a = { "a", "b", "c" }
b = { "a", "b" }
assert a.issubset(b) == (a <= b) == False
assert b.issubset(a) == (b <= a) == True
# Множество - это подмножество (но не истинное подмножество) самого себя
assert a.issubset(a) == (a <= a) and not a < a
# изменение направления
assert a >= b and a > b

Проверка того, что в двух множествах нет общих элементов

Если в множествах нет общих элементов, их называют непересекающимися множествами. В Python соответствующая проверка выполняется с помощью метода .isdisjoint().

a = { "a", "b", "c" }
b = { "a", "b" }
c = { "d" }
# без isdisjoint()
assert len(a & c) == 0 and len(a & b) != 0
# с этим методом
assert a.isdisjoint(c) and not a.isdisjoint(b)

Абстракция множеств

Так же, как и в случае со списками и словарями, при работе с множествами можно воспользоваться так называемой абстракцией множеств (set comprehension). Делается это путём добавления обрабатываемого выражения в фигурные скобки и через возврат единственного мутабельного элемента на каждом проходе цикла: { <element> for ... in ... }.

# преобразование списка в множество с добавлением 1 к каждому элементу
assert { i+1 for i in [1, 2, 3, 4] } == { 2, 3, 4, 5 }

# только чётные числа
a = { i for i in range(10) if i % 2 == 0 }
a.update({ -3, 100 })
# Преобразование множества в список с добавлением 1 к каждому элементу
# ВНИМАНИЕ: перебирая множество, не рассчитывайте на то, что сохранится тот
# порядок следования элементов, в котором они были в него добавлены
print([i+1 for i in a])
# => [1, 3, 5, 101, 7, 9, -2]

Хранение в множествах данных более сложных типов

Представьте, что у нас имеется цикл, на каждой итерации которого мы обходим некоторое количество узлов графа. Предположим, мы обошли граф два раза, у нас получились следующие пути:

A -> B -> D
D -> C -> E -> B

Потом надо быстро проверить, прошлись ли мы по определённому пути. Нужно, чтобы такая проверка проводилась бы быстро, поэтому совершенно естественным будет использовать для её реализации множество. Как это сделать, если список, из-за его мутабельности, нельзя добавить в множество? К нашему счастью, в подобных обстоятельствах можно воспользоваться кортежем, классом tuple, который, по сути, представляет собой иммутабельную версию списка. Рассмотрим пример.

Сначала создадим граф, используя словарь. Ключи словаря будут представлять узлы графа, а значения — списки узлов, в которые можно перейти из текущего узла.

# можно перейти от ключа к значениям
graph = {
    "A": ["B", "D", "F"],
    "B": ["C", "F"],
    "C": ["D", "E"],
    "D": "A",
    "E": "F",
    "F": "B",
}

Визуализировав это описание, я получил такой граф.

Если вы задаётесь вопросом о том, как я создал такой граф — знайте, что сделал я это, прибегнув к graphviz и написав следующий код:

from graphviz import Digraph

dot = Digraph()
for k in graph.keys():
    dot.node(k, k)
edges = []
for k, v in graph.items():
    edges += [f"{k}{to}" for to in v]
dot.edges(edges)
dot.render(view=True)

Теперь я займусь случайным блужданием по графу, проходя от 1 до 10 узлов, после чего сохраню результирующие пути в объекте set в виде кортежей. Посмотрим, сколько уникальных путей мы сможем сгенерировать за 100 проходов по графу:

import random

def perform_random_walk(graph, n_steps):
    node = random.sample(list(graph), 1)[0]
    path = [node]
    for _ in range(n_steps):
        node = random.sample(graph[node], 1)[0]
        path.append(node)
    return tuple(path)
    
paths = set()
lengths = list(range(1, 10+1))
for _ in range(100):
    paths.add(perform_random_walk(graph, random.choice(lengths)))
len(paths)
# => 83

Из 100 случайных проходов по графу 83 оказались уникальными.

А что если нас не волнует порядок узлов, а нужно лишь сохранить сведения о посещённых узлах? Тогда будет смысл хранить отдельные пути в множествах, но, как уже было сказано, множества мутабельны, помещать их в другие множества нельзя. В такой ситуации, вместо обычных множеств, описываемых классом set, можно прибегнуть к неизменяемым множествам, представленным классом frozenset. Чтобы это сделать — поработаем с кодом цикла из предыдущего примера:

paths = set()
lengths = list(range(1, 10+1))
for _ in range(100):
    path = perform_random_walk(graph, random.choice(lengths))
    paths.add(frozenset(path))
len(paths)
# => 21

Итоги

Множества — это полезный инструмент Python-разработчика. Они позволяют очень быстро выполнять определённые операции, что способно значительно повысить эффективность кода. Кроме того, в Python имеется немало простых и полезных методов для работы с множествами, применение которых способствует упрощению кода.

О, а приходите к нам работать? 🤗 💰

Множества в Python являются структурами данных, которые содержат неповторяющиеся элементы. Множества полезны для выполнения таких операций, как объединение, пересечение и разность между двумя или более множествами. В этой статье мы рассмотрим основные операции над множествами в Python и приведем примеры их использования.

Создание множества

Множество можно создать с помощью фигурных скобок {} или с помощью встроенной функции set().

# Создаем множество с помощью фигурных скобок
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
print(my_set)  # Вывод: {1, 2, 3, 4, 5}

# Создаем множество с помощью функции set()
my_set = set([1, 2, 3, 4, 5])
print(my_set)  # Вывод: {1, 2, 3, 4, 5}

Обратите внимание, что множества не содержат повторяющихся элементов:

duplicates_set = {1, 2, 2, 3, 3, 3}
print(duplicates_set)  # Вывод: {1, 2, 3}

Операции над множествами

Добавление элементов

Для добавления элемента в множество используется метод add():

my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4)
print(my_set)  # Вывод: {1, 2, 3, 4}

Удаление элементов

Для удаления элемента из множества используются методы remove() или discard(). Разница между ними заключается в том, что remove() вызовет ошибку, если элемент не найден, а discard() выполнится без ошибок.

my_set = {1, 2, 3, 4}
my_set.remove(4)
print(my_set)  # Вывод: {1, 2, 3}

my_set.discard(3)
print(my_set)  # Вывод: {1, 2}

Объединение множеств

Для объединения множеств используется метод union() или оператор |.

set_a = {1, 2, 3}
set_b = {4, 5, 6}

union_set = set_a.union(set_b)
# или
union_set = set_a | set_b

print(union_set)  # Вывод: {1, 2, 3, 4, 5, 6}

Пересечение множеств

Для нахождения пересечения множеств используется метод intersection() или оператор &.

set_a = {1, 2, 3, 4}
set_b = {3, 4, 5, 6}

intersection_set = set_a.intersection(set_b)
# или
intersection_set = set_a & set_b

print(intersection_set)  # Вывод: {3, 4}

Разность множеств

Для нахождения разности множеств используется метод difference() или оператор -.

set_a = {1, 2, 3, 4}
set_b = {3, 4, 5, 6}

difference_set = set_a.difference(set_b)
# или
difference_set = set_a - set_b

print(difference_set)  # Вывод: {1, 2}

Заключение

Мы рассмотрели основные операции над множествами в Python. Теперь вы знаете, как создавать множества, добавлять и удалять элементы, а также выполнять такие операции, как объединение, пересечение и разность множеств. Используйте эти знания для улучшения своего кода и обработки наборов данных. Удачи вам в изучении Python! 😉

Добавление новых элементов к существующему набору — наиболее часто используемая операция в Python. Если вы хотите использовать один элемент в наборе, используйте метод set.add(). Если вы хотите добавить несколько элементов, список или кортеж в множество (набор) Python, используйте метод set.update().

Чтобы добавить один элемент в Python Set, используйте метод add(). add() — это встроенный метод Python, который добавляет заданный элемент в набор, если этот элемент отсутствует в наборе.

Синтаксис

Параметры

set add() принимает параметр element, который необходимо добавить в набор.

Возвращаемое значение

Метод add() не возвращает никакого значения.

Пример

Чтобы определить набор в Python, используйте метод set().

Вывод:

Вывод неупорядочен, и он добавил элемент «Here» в набор. Set не гарантирует печать элементов в том порядке, в котором они определены.

Метод add() полезен для добавления к набору только одного значения.

Добавление кортежа в Python Set

Чтобы определить кортеж в Python, используйте метод tuple() и передайте элементы аргумента. Давайте воспользуемся методом add(), чтобы добавить кортеж в набор.

Вывод:

Вы можете видеть, что метод add() добавляет кортеж как отдельный элемент. Если вы хотите добавить элементы кортежа как отдельный элемент набора, используйте метод set.update().

Чтобы добавить кортеж в набор Python, используйте метод set.update(). Python set update() — это встроенный метод, используемый для добавления элементов из набора в другой набор.

Вывод:

Как видите, мы получили ожидаемый результат. Он добавил элементы по отдельности в набор.

Добавление списка в набор

Чтобы добавить список в набор Python, используйте метод set.update(). Python set update() — это встроенный метод, используемый для добавления элементов из набора в другой набор.

Вывод:

Добавление набора в существующий набор в Python

Чтобы добавить набор в существующий набор Python, используйте метод set.update().

Вывод:

1. Множества

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

Множество задается перечислением всех его элементов в фигурных скобках.
Исключением явлеется пустое множество, которое можно создать при помощи
функции set(). Если функции set передать в качестве
параметра список, строку или кортеж, то она вернёт множество, составленное из элементов
списка, строки, кортежа. Например:

A = {1, 2, 3}
A = set('qwerty')
print(A)

выведет {'e', 'q', 'r', 't', 'w', 'y'}.

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

A = {1, 2, 3}
B = {3, 2, 3, 1}
print(A == B)

выведет True, так как A и B — равные
множества.

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

Работа с элементами множеств

Узнать число элементов в множестве можно при помощи функции len.

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

primes = {2, 3, 5, 7, 11}
for num in primes:
    print(num)

Проверить, принадлежит ли элемент множеству можно при помощи операции
in, возвращающей значение типа bool.
Аналогично есть противоположная операция not in.
Для добавления элемента в множество есть метод add:

A = {1, 2, 3}
print(1 in A, 4 not in A)
A.add(4)

Для удаления элемента x из множества есть два метода:
discard и remove. Их поведение различается
только в случае, когда удаляемый элемент отсутствует в множестве.
В этом случае метод discard не делает ничего, а метод
remove генерирует исключение KeyError.

Наконец, метод pop удаляет из множества один случайный
элемент и возвращает его значение. Если же множество пусто, то генерируется
исключение KeyError.

Из множества можно сделать список при помощи функции list.

Операции с множествами

С множествами в питоне можно выполнять обычные для математики операции над множествами.

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.

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

Days = {"Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"}  
print(Days)  
print(type(Days))  
print("looping through the set elements ... ")  
for i in Days:  
    print(i)  

Выход:

{'Friday', 'Tuesday', 'Monday', 'Saturday', 'Thursday', 'Sunday', 'Wednesday'}
<class 'set'>
looping through the set elements ... 
Friday
Tuesday
Monday
Saturday
Thursday
Sunday
Wednesday

Пример 2. Использование метода set()

Days = set(["Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday"])  
print(Days)  
print(type(Days))  
print("looping through the set elements ... ")  
for i in Days:  
    print(i)  

Выход:

{'Friday', 'Wednesday', 'Thursday', 'Saturday', 'Monday', 'Tuesday', 'Sunday'}
<class 'set'>
looping through the set elements ... 
Friday
Wednesday
Thursday
Saturday
Monday
Tuesday
Sunday

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:

# Creating a set which have immutable elements
set1 = {1,2,3, "JavaTpoint", 20.5, 14}
print(type(set1))
#Creating a set which have mutable element
set2 = {1,2,3,["Javatpoint",4]}
print(type(set2))

Выход:

<class 'set'>

Traceback(most recent call last)
 in 
      4 
      5 #Creating a set which holds mutable elements
----> 6 set2 = {1,2,3,["Javatpoint",4]}
      7 print(type(set2))

TypeError: unhashable type: 'list'

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.

# Empty curly braces will create dictionary
set3 = {}
print(type(set3))

# Empty set using set() function
set4 = set()
print(type(set4))

Выход:

<class 'dict'>
<class 'set'>

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

set5 = {1,2,4,4,5,8,9,9,10}
print("Return set with unique elements:",set5)

Выход:

Return set with unique elements: {1, 2, 4, 5, 8, 9, 10}

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()

Months = set(["January","February", "March", "April", "May", "June"])    
print("nprinting the original set ... ")    
print(months)    
print("nAdding other months to the set...");    
Months.add("July");    
Months.add ("August");    
print("nPrinting the modified set...");    
print(Months)    
print("nlooping through the set elements ... ")    
for i in Months:    
    print(i)    

Выход:

printing the original set ... 
{'February', 'May', 'April', 'March', 'June', 'January'}

Adding other months to the set...

Printing the modified set...
{'February', 'July', 'May', 'April', 'March', 'August', 'June', 'January'}

looping through the set elements ... 
February
July
May
April
March
August
June
January 

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

Пример 2. Использование функции update()

Months = set(["January","February", "March", "April", "May", "June"])    
print("nprinting the original set ... ")    
print(Months)    
print("nupdating the original set ... ")    
Months.update(["July","August","September","October"]);    
print("nprinting the modified set ... ")     
print(Months);  

Выход:

printing the original set ... 
{'January', 'February', 'April', 'May', 'June', 'March'}

updating the original set ... 
printing the modified set ... 
{'January', 'February', 'April', 'August', 'October', 'May', 'June', 'July', 'September', 'March'}

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()

months = set(["January","February", "March", "April", "May", "June"])    
print("nprinting the original set ... ")    
print(months)    
print("nRemoving some months from the set...");    
months.discard("January");    
months.discard("May");    
print("nPrinting the modified set...");    
print(months)    
print("nlooping through the set elements ... ")    
for i in months:    
    print(i)      

Выход:

printing the original set ... 
{'February', 'January', 'March', 'April', 'June', 'May'}

Removing some months from the set...

Printing the modified set...
{'February', 'March', 'April', 'June'}

looping through the set elements ... 
February
March
April
June

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()

months = set(["January","February", "March", "April", "May", "June"])    
print("nprinting the original set ... ")    
print(months)    
print("nRemoving some months from the set...");    
months.remove("January");    
months.remove("May");    
print("nPrinting the modified set...");    
print(months)   

Выход:

printing the original set ... 
{'February', 'June', 'April', 'May', 'January', 'March'}

Removing some months from the set...

Printing the modified set...
{'February', 'June', 'April', 'March'}

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().

Months = set(["January","February", "March", "April", "May", "June"])    
print("nprinting the original set ... ")    
print(Months)    
print("nRemoving some months from the set...");    
Months.pop();    
Months.pop();    
print("nPrinting the modified set...");    
print(Months)      

Выход:

printing the original set ... 
{'June', 'January', 'May', 'April', 'February', 'March'}

Removing some months from the set...

Printing the modified set...
{'May', 'April', 'February', 'March'}

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:

Months = set(["January","February", "March", "April", "May", "June"])    
print("nprinting the original set ... ")    
print(Months)    
print("nRemoving all the items from the set...");    
Months.clear()    
print("nPrinting the modified set...")    
print(Months)      

Выход:

printing the original set ... 
{'January', 'May', 'June', 'April', 'March', 'February'}

Removing all the items from the set...

Printing the modified set...
set()

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.

Пример:

Months = set(["January","February", "March", "April", "May", "June"])    
print("nprinting the original set ... ")    
print(Months)    
print("nRemoving items through discard() method...");    
Months.discard("Feb"); #will not give an error although the key feb is not available in the set    
print("nprinting the modified set...")    
print(Months)    
print("nRemoving items through remove() method...");    
Months.remove("Jan") #will give an error as the key jan is not available in the set.     
print("nPrinting the modified set...")    
print(Months)      

Выход:

printing the original set ... 
{'March', 'January', 'April', 'June', 'February', 'May'}

Removing items through discard() method...

printing the modified set...
{'March', 'January', 'April', 'June', 'February', 'May'}

Removing items through remove() method...
Traceback(most recent call last):
  File "set.py", line 9, in 
    Months.remove("Jan")
KeyError: 'Jan'

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

Days1 = {"Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday", "Sunday"}  
Days2 = {"Friday","Saturday","Sunday"}  
print(Days1|Days2) #printing the union of the sets   

Выход:

{'Friday', 'Sunday', 'Saturday', 'Tuesday', 'Wednesday', 'Monday', 'Thursday'}

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

Пример 2: использование метода union()

Days1 = {"Monday","Tuesday","Wednesday","Thursday"}  
Days2 = {"Friday","Saturday","Sunday"}  
print(Days1.union(Days2)) #printing the union of the sets   

Выход:

{'Friday', 'Monday', 'Tuesday', 'Thursday', 'Wednesday', 'Sunday', 'Saturday'}

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 &

Days1 = {"Monday","Tuesday", "Wednesday", "Thursday"}  
Days2 = {"Monday","Tuesday","Sunday", "Friday"}  
print(Days1&Days2) #prints the intersection of the two sets  

Выход:

{'Monday', 'Tuesday'}

Пример 2. Использование метода crossction()

set1 = {"Devansh","John", "David", "Martin"}  
set2 = {"Steve", "Milan", "David", "Martin"}  
print(set1.intersection(set2)) #prints the intersection of the two sets  

Выход:

{'Martin', 'David'}

Пример 3:

set1 = {1,2,3,4,5,6,7}
set2 = {1,2,20,32,5,9}
set3 = set1.intersection(set2)
print(set3)

Выход:

{1,2,5}

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:

a = {"Devansh", "bob", "castle"}  
b = {"castle", "dude", "emyway"}  
c = {"fuson", "gaurav", "castle"}  
  
a.intersection_update(b, c)  
  
print(a)  

Выход:

{'castle'}

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(-)

Days1 = {"Monday",  "Tuesday", "Wednesday", "Thursday"}  
Days2 = {"Monday", "Tuesday", "Sunday"}  
print(Days1-Days2) #{"Wednesday", "Thursday" will be printed}  

Выход:

{'Thursday', 'Wednesday'}

Пример 2: Использование метода difference()

Days1 = {"Monday",  "Tuesday", "Wednesday", "Thursday"}  
Days2 = {"Monday", "Tuesday", "Sunday"}  
print(Days1.difference(Days2)) # prints the difference of the two sets Days1 and Days2  

Выход:

{'Thursday', 'Wednesday'}

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 ^

a = {1,2,3,4,5,6}
b = {1,2,9,8,10}
c = a^b
print(c)

Выход:

{3, 4, 5, 6, 8, 9, 10}

Пример 2. Использование метода symric_difference()

a = {1,2,3,4,5,6}
b = {1,2,9,8,10}
c = a.symmetric_difference(b)
print(c)

Выход:

{3, 4, 5, 6, 8, 9, 10}

Операторы сравнения

Python позволяет нам использовать операторы сравнения, т.е. <,>, <=,> =, == с множествами, с помощью которых мы можем проверить, является ли набор подмножеством, надмножеством или эквивалентом другого набора. Логическое значение true или false возвращается в зависимости от элементов, присутствующих в наборах.

Рассмотрим следующий пример.

Days1 = {"Monday",  "Tuesday", "Wednesday", "Thursday"}    
Days2 = {"Monday", "Tuesday"}    
Days3 = {"Monday", "Tuesday", "Friday"}    
    
#Days1 is the superset of Days2 hence it will print true.     
print (Days1>Days2)     
    
#prints false since Days1 is not the subset of Days2     
print (Days1<Days2)    
    
#prints false since Days2 and Days3 are not equivalent     
print (Days2 == Days3)

Вывод:

True
False
False

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 = frozenset([1,2,3,4,5])     
print(type(Frozenset))    
print("nprinting the content of frozen set...")    
for i in Frozenset:    
    print(i);    
Frozenset.add(6) #gives an error since we cannot change the content of Frozenset after creation

Вывод:

<class 'frozenset'>

printing the content of frozen set...
1
2
3
4
5
Traceback (most recent call last):
  File "set.py", line 6, in <module>
    Frozenset.add(6) #gives an error since we can change the content of Frozenset after creation 
AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'

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.

Dictionary = {"Name":"John", "Country":"USA", "ID":101}     
print(type(Dictionary))    
Frozenset = frozenset(Dictionary); #Frozenset will contain the keys of the dictionary    
print(type(Frozenset))    
for i in Frozenset:     
    print(i)

Вывод:

<class 'dict'>
<class 'frozenset'>
Name
Country
ID

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

my_set = {1,2,3,4,5,6,12,24}  
n = int(input("Enter the number you want to remove"))  
my_set.discard(n)  
print("After Removing:",my_set)

Вывод

Enter the number you want to remove:12
After Removing: {1, 2, 3, 4, 5, 6, 24}

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

set1 = set([1,2,4,"John","CS"])  
set1.update(["Apple","Mango","Grapes"])  
print(set1)

Вывод

{1, 2, 4, 'Apple', 'John', 'CS', 'Mango', 'Grapes'}

Пример – 3: как найти объединение между двумя множествами.

set1 = set(["Peter","Joseph", 65,59,96])  
set2  = set(["Peter",1,2,"Joseph"])  
set3 = set1.union(set2)  
print(set3)

Вывод

{96, 65, 2, 'Joseph', 1, 'Peter', 59}

Пример-4: как найти пересечение между двумя множествами.

set1 = {23,44,56,67,90,45,"Javatpoint"}  
set2 = {13,23,56,76,"Sachin"}  
set3 = set1.intersection(set2)  
print(set3)

Вывод

{56, 23}

Пример – 5: программа для добавления элемента к frozenset.

set1 = {23,44,56,67,90,45,"Javatpoint"}  
set2 = {13,23,56,76,"Sachin"}  
set3 = set1.intersection(set2)  
print(set3)

Вывод

TypeError: 'frozenset' object does not support item assignment

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.

set1 = set(["Peter","James","Camroon","Ricky","Donald"])  
set2 = set(["Camroon","Washington","Peter"])  
set3 = set(["Peter"])  
  
issubset = set1 >= set2  
print(issubset)  
issuperset = set1 <= set2  
print(issuperset)  
issubset = set3 <= set2  
print(issubset)  
issuperset = set2 >= set3  
print(issuperset)

Вывод

False
False
True
True

Множества

Последнее обновление: 31.06.2017

Множество (set) представляют еще один вид набора, который хранит только уникальные элементы.
Для определения множества используются фигурные скобки, в которых перечисляются элементы:

users = {"Tom", "Bob", "Alice", "Tom"}
print(users)	# {"Alice", "Bob", "Tom"}

Обратите внимание, что несмотря на то, что функция print вывела один раз элемент «Tom», хотя в определении множества этот элемент содержится два раза.
Все потому что множество содержит только уникальные значения.

Также для определения множества может применяться функция set(), в которую передается список или кортеж элементов:

people = ["Mike", "Bill", "Ted"]
users = set(people)
print(users)    # {"Mike", "Bill", "Ted"}

Функцию set удобно применять для создания пустого множества:

users = set()

Для получения длины множества применяется встроенная функция len():

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
print(len(users))   	# 3

Добавление элементов

Для добавления одиночного элемента вызывается метод add():

users = set()
users.add("Sam")
print(users)

Удаление элементов

Для удаления одного элемента вызывается метод remove(), в который передается удаляемый элемент. Но следует учитывать, что если
такого элемента не окажется в множестве, то будет сгенерирована ошибка. Поэтому перед удалением следует проверять на наличие элемента с помощью оператора in:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}

user = "Tom"
if user in users: 
    users.remove(user)
print(users)	# {"Bob", "Alice"}

Также для удаления можно использовать метод discard(), который не будет генерировать исключения при отсутствии элемента:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}

users.discard("Tim")    # элемент "Tim" отсутствует, и метод ничего не делает
print(users)    #  {"Tom", "Bob", "Alice"}

users.discard("Tom")    # элемент "Tom" есть, и метод удаляет элемент
print(users)    #  {"Bob", "Alice"}

Для удаления всех элементов вызывается метод clear():

users.clear()

Перебор множества

Для перебора элементов можно использовать цикл for:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}

for user in users:
    print(user)

При переборе каждый элемент помещается в переменную user.

Операции с множествами

С помощью метода copy() можно скопировать содержимое одного множества в другую переменную:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
students = users.copy()
print(students)     # {"Tom", "Bob", "Alice"}

Объединение множеств

Метод union() объединяет два множества и возвращает новое множество:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
users2 = {"Sam", "Kate", "Bob"}

users3 = users.union(users2)
print(users3)   # {"Bob", "Alice", "Sam", "Kate", "Tom"}

Пересечение множеств

Пересечение множеств позволяет получить только те элементы, которые есть одновременно в обоих множествах.
Метод intersection() производит операцию пересечения множеств и возвращает новое множество:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
users2 = {"Sam", "Kate", "Bob"}

users3 = users.intersection(users2)
print(users3)   # {"Bob"}

Вместо метода intersection мы могли бы использовать операцию логического умножения:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
users2 = {"Sam", "Kate", "Bob"}

print(users & users2)   # {"Bob"}

В этом случае мы получили бы тот же результат.

Модификация метода — intersection_update() заменяет пересеченными элементами первое множество:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
users2 = {"Sam", "Kate", "Bob"}
users.intersection_update(users2)
print(users)   # {"Bob"}

Разность множеств

Еще одна операция — разность множеств возвращает те элементы, которые есть в первом множестве, но отсутствуют во втором. Для
получения разности множеств можно использовать метод difference или операцию вычитания:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
users2 = {"Sam", "Kate", "Bob"}

users3 = users.difference(users2)
print(users3)           # {"Tom", "Alice"}
print(users - users2)   # {"Tom", "Alice"}

Отдельная разновидность разности множеств — симметрическая разность производится с помощью метода symmetric_difference() или с
помощью операции ^.
Она возвращает все элементы обоих множеств за исключением общих:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
users2 = {"Sam", "Kate", "Bob"}

users3 = users.symmetric_difference(users2)
print(users3)   # {"Tom", "Alice", "Sam", "Kate"}

users4 = users ^ users2
print(users4)   # {"Tom", "Alice", "Sam", "Kate"}

Отношения между множествами

Метод issubset позволяет выяснить, является ли текущее множество подмножеством (то есть частью) другого множества:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
superusers = {"Sam", "Tom", "Bob", "Alice", "Greg"}

print(users.issubset(superusers))   # True
print(superusers.issubset(users))   # False

Метод issuperset, наоборот, возвращает True, если текущее множество является надмножеством (то есть содержит) для другого множества:

users = {"Tom", "Bob", "Alice"}
superusers = {"Sam", "Tom", "Bob", "Alice", "Greg"}

print(users.issuperset(superusers))   # False
print(superusers.issuperset(users))   # True

frozen set

Тип frozen set является видом множеств, которое не может быть изменено. Для его создания используется функция
frozenset:

users = frozenset({"Tom", "Bob", "Alice"})

В функцию frozenset передается набор элементов — список, кортеж, другое множество.

В такое множество мы не можем добавить новые элементы, как и удалить из него уже имеющиеся. Собственно поэтому frozen set поддерживает ограниченный набор операций:

• len(s): возвращает длину множества

• x in s: возвращает True, если элемент x присутствует в множестве s

• x not in s: возвращает True, если элемент x отсутствует в множестве s

• s.issubset(t): возвращает True, если t содержит множество s

• s.issuperset(t): возвращает True, если t содержится в множестве s

• s.union(t)

  : возвращает объединение множеств s и t

• s.intersection(t): возвращает пересечение множеств s и t

• s.difference(t): возвращает разность множеств s и t

• s.copy(): возвращает копию множества s