Множества

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"}

Вместо метода union() мы могли бы использовать операцию логического сложения - |:

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

print(users | users2)   # {"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