跟老齐学Python之集合(set)

回顾一下已经了解的数据类型:int/str/bool/list/dict/tuple

还真的不少了.

不过,python是一个发展的语言,没准以后还出别的呢.看官可能有疑问了,出了这么多的数据类型,我也记不住呀,特别是里面还有不少方法.

不要担心记不住,你只要记住爱因斯坦说的就好了.

爱因斯坦在美国演讲，有人问：“你可记得声音的速度是多少？你如何记下许多东西？”
爱因斯坦轻松答道：“声音的速度是多少，我必须查辞典才能回答。因为我从来不记在辞典上已经印着的东西，我的记忆力是用来记忆书本上没有的东西。”

多么霸气的回答,这回答不仅仅霸气,更是在告诉我们一种方法:只要能够通过某种方法查找到的,就不需要记忆.

那么,上面那么多数据类型的各种方法,都不需要记忆了,因为它们都可以通过下述方法但不限于这些方法查到(这句话的逻辑还是比较严密的,包括但不限于...)

交互模式下用dir()或者help()
google(不推荐Xdu,原因自己体会啦)

为了能够在总体上对已经学习过的数据类型有了解,我们不妨做如下分类:

1.是否为序列类型:即该数据的元素是否能够索引.其中序列类型的包括str/list/tuple
2.是否可以原处修改:即该数据的元素是否能够原处修改(特别提醒看官,这里说的是原处修改问题,有的资料里面说str不能修改,也是指原处修改问题.为了避免误解,特别强调了原处).能够原处修改的是list/dict(特别说明,dict的键必须是不可修改的,dict的值可原处修改)
什么原处修改?看官能不能在交互模式下通过实例解释一下?

到这里,看官可千万不要以为本讲是复习课.本讲的主要内容不是复习,主要内容是要向看官介绍一种新的数据类型:集合(set).彻底晕倒了,到底python有多少个数据类型呢?又多出来了一个.

从基本道理上说,python中的数据类型可以很多,因为每个人都可以自己定义一种数据类型.但是,python官方认可或者说内置的数据类型,就那么几种了.基本上今天的set讲完,就差不多了.在以后的开发过程中,包括今天和以往介绍的数据类型,是常用的.当然,自己定义一个也可以,但是用原生的更好.

创建set

tuple算是list和str的杂合(杂交的都有自己的优势,上一节的末后已经显示了),那么set则可以堪称是list和dict的杂合.

set拥有类似dict的特点:可以用{}花括号来定义；其中的元素没有序列,也就是是非序列类型的数据;而且,set中的元素不可重复,这就类似dict的键.

set也有继承了一点list的特点:如可以原处修改(事实上是一种类别的set可以原处修改,另外一种不可以).

下面通过实验,进一步理解创建set的方法:

>>> s1 = set("qiwsir") #把str中的字符拆解开,形成set.特别注意观察:qiwsir中有两个i
>>> s1         #但是在s1中,只有一个i,也就是不能重复
set(['q', 'i', 's', 'r', 'w'])

>>> s2 = set([123,"google","face","book","facebook","book"])  #通过list创建set.不能有重复,元素可以是int/str
>>> s2
set(['facebook', 123, 'google', 'book', 'face'])        #元素顺序排列不是按照指定顺序

>>> s3 = {"facebook",123}    #通过{}直接创建
>>> s3
set([123, 'facebook'])

再大胆做几个探究,请看官注意观察结果:

>>> s3 = {"facebook",[1,2,'a'],{"name":"python","lang":"english"},123}
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'dict'

>>> s3 = {"facebook",[1,2],123}
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

从上述实验中,可以看出,通过{}无法创建含有list/dict元素的set.

继续探索一个情况:

>>> s1
set(['q', 'i', 's', 'r', 'w'])
>>> s1[1] = "I"
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'set' object does not support item assignment

>>> s1   
set(['q', 'i', 's', 'r', 'w'])
>>> lst = list(s1)
>>> lst
['q', 'i', 's', 'r', 'w']
>>> lst[1] = "I"
>>> lst
['q', 'I', 's', 'r', 'w']

上面的探索中,将set和list做了一个对比,虽然说两者都能够做原处修改,但是,通过索引编号(偏移量)的方式,直接修改,list允许,但是set报错.

那么,set如何修改呢?

更改set

还是用前面已经介绍过多次的自学方法,把set的有关内置函数找出来,看看都可以对set做什么操作.

>>> dir(set)
['__and__', '__class__', '__cmp__', '__contains__', '__delattr__', '__doc__', '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__gt__', '__hash__', '__iand__', '__init__', '__ior__', '__isub__', '__iter__', '__ixor__', '__le__', '__len__', '__lt__', '__ne__', '__new__', '__or__', '__rand__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__ror__', '__rsub__', '__rxor__', '__setattr__', '__sizeof__', '__str__', '__sub__', '__subclasshook__', '__xor__', 'add', 'clear', 'copy', 'difference', 'difference_update', 'discard', 'intersection', 'intersection_update', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'pop', 'remove', 'symmetric_difference', 'symmetric_difference_update', 'union', 'update']

为了看的清楚,我把双划线__开始的先删除掉(后面我们会有专题讲述这些):

'add', 'clear', 'copy', 'difference', 'difference_update', 'discard', 'intersection', 'intersection_update', 'isdisjoint', 'issubset', 'issuperset', 'pop', 'remove', 'symmetric_difference', 'symmetric_difference_update', 'union', 'update'

然后用help()可以找到每个函数的具体使用方法,下面列几个例子:

增加元素

>>> help(set.add)

Help on method_descriptor:

add(...)
Add an element to a set. 
This has no effect if the element is already present.

下面在交互模式这个最好的实验室里面做实验:

>>> a_set = {}       #我想当然地认为这样也可以建立一个set
>>> a_set.add("qiwsir")   #报错.看看错误信息,居然告诉我dict没有add.我分明建立的是set呀.
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
AttributeError: 'dict' object has no attribute 'add'
>>> type(a_set)       #type之后发现,计算机认为我建立的是一个dict   
<type 'dict'>

特别说明一下,{}这个东西,在dict和set中都用.但是,如上面的方法建立的是dict,不是set.这是python规定的.要建立set,只能用前面介绍的方法了.

>>> a_set = {'a','i'}    #这回就是set了吧
>>> type(a_set)
 <type 'set'>       #果然

>>> a_set.add("qiwsir")   #增加一个元素
>>> a_set          #原处修改,即原来的a_set引用对象已经改变
set(['i', 'a', 'qiwsir'])

>>> b_set = set("python")
>>> type(b_set)
<type 'set'>
>>> b_set
set(['h', 'o', 'n', 'p', 't', 'y'])
>>> b_set.add("qiwsir")
>>> b_set
set(['h', 'o', 'n', 'p', 't', 'qiwsir', 'y'])

>>> b_set.add([1,2,3])   #这样做是不行滴,跟前面一样,报错.
Traceback (most recent call last):
 File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'

>>> b_set.add('[1,2,3]')  #可以这样!
>>> b_set
set(['[1,2,3]', 'h', 'o', 'n', 'p', 't', 'qiwsir', 'y'])

除了上面的增加元素方法之外,还能够从另外一个set中合并过来元素,方法是set.update(s2)

>>> help(set.update)
update(...)
  Update a set with the union of itself and others.

>>> s1
set(['a', 'b'])
>>> s2
set(['github', 'qiwsir'])
>>> s1.update(s2)    #把s2的元素并入到s1中.
>>> s1         #s1的引用对象修改
set(['a', 'qiwsir', 'b', 'github'])
>>> s2         #s2的未变
set(['github', 'qiwsir'])

删除

>>> help(set.pop)
pop(...)
  Remove and return an arbitrary set element.
  Raises KeyError if the set is empty