Множества в Python - гайд для новичков

Представьте, у вас есть мешок, полный различных предметов. Вместо беспорядочного хранения, вы группируете предметы по типу, например, игрушки, канцелярские принадлежности и так далее. Подобный подход применяется и в программировании для работы с коллекциями данных, такими как списки, словари и… сборники. Сегодня мы подробно рассмотрим сборники – уникальный тип коллекции, обладающий особыми возможностями.

Начать стоит с понимания, что сборники не допускают дубликатов, сохраняя только уникальные элементы. Благодаря этому они идеально подходят для ситуаций, когда необходимо отделить различные значения или удалить повторения из существующего набора.

Несмотря на кажущуюся простоту, сборники чрезвычайно полезны. С их помощью можно выполнять сложные операции со множествами, такие как пересечение, объединение и разность, а также проверять вхождение элементов, что делает их незаменимыми для задач, связанных с анализом данных и обработкой множеств.

Коллекции Python: Клубок знаний о множествах

Добавление элементов в множество так же элегантно, как опускание цветов в вазу: дубликаты просто отбрасываются.

Что еще примечательно, множества невероятно быстры в операциях. Например, проверка принадлежности элемента займет мгновение.

Эти коллекции участвуют в изящных операциях: объединении, пересечении и разности. Магия множеств достигает зенита во время работы с подмножествами!

Однако не стоит упускать из виду их несостоятельность при упорядочивании элементов. Они подчиняются собственному, загадочному порядку, который не поддается нашему контролю.

Создание заветных коллекций

Начнем закладывать основу в виде набора элементов, называемых коллекциями. Эта часть нашей повествовательной тропы будет посвящена сотворению особых структур - наборов, в просторечии - сетов. В этом разделе мы шаг за шагом выясним, как из хаоса данных сформировать упорядоченные коллекции.

Наборы являются чрезвычайно ценным инструментом, который предоставляет возможность хранить уникальные элементы, упорядочивая их и делая мгновенно доступными по мере необходимости. Это упрощает обработку данных и выполнение определенных задач, связанных с поиском и агрегацией.

Дальше мы подробно рассмотрим синтаксис создания сетов, изучим их основные характеристики и узнаем, в каких случаях более уместно применять сеты, а когда стоит отдать предпочтение другим типам коллекций.

Литеральный способ

Наиболее распространенный и прямой способ создания сета - использование литерального синтаксиса. Для этого просто заключите список уникальных элементов в фигурные скобки { }. Например:

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

Конструктор set()

Еще одним способом создать сет является использование конструктора set(). Он принимает в качестве аргумента итерацию элементов или другую коллекцию, которая будет преобразована в сет. Например:

my_set = set([1, 2, 3, 4, 5])

Добавление элементов

После создания сета мы можем добавлять в него элементы с помощью метода add(). Просто передайте элементу, который хотите добавить, в качестве аргумента.

my_set.add(6)

Операции с наборами

Выполняя операции с наборами, вы получаете новые наборы – результат их взаимодействия.

Основные действия

Среди основных операций – объединение, разность, пересечение, симметричная разность и проверка вложенности.

Объединение находит элементы, которые присутствуют в обоих наборах.

Разность показывает элементы, которые есть в одном наборе, но отсутствуют в другом.

Пересечение возвращает элементы, встречающиеся в обоих наборах.

Симметричная разность дает элементы, присутствующие либо в одном, либо в другом наборе, но не в обоих одновременно.

Проверка вложенности проверяет, является ли один набор подмножеством другого.

Проверка принадлежности к коллекции

Хотите подтвердить, есть ли определенный элемент в вашей коллекции? Проверьте ее на наличие этого элемента!

В этой части статьи мы рассмотрим операторы и методы, которые помогут вам выполнить эту задачу.

Не все знают, но у Python есть специальный оператор, который ищет элемент в коллекции: "in".

Он возвращает True, если элемент присутствует, и False, если нет.

Например, мы можем проверить, есть ли элемент "apple" в коллекции ["apple", "banana", "cherry"]:

if "apple" in ["apple", "banana", "cherry"]: print("Да, "apple" есть!")

Присоединяя новые элементы

Существуют различные подходы для добавления элементов в вашу коллекцию.

add()

Вы можете напрямую добавлять элементы с помощью метода add(). Он удобен для индивидуального ввода элементов.

При добавлении дублирующих элементов они будут автоматически устранены, гарантируя уникальность элементов в хранилище.

update()

Для объединения хранилища с другими наборами или последовательностями используйте метод update(). Он принимает итеративные объекты, такие как списки или словари, и добавляет их элементы в хранилище.

Удаление элементов

Избавиться от лишнего в наборе проще, чем добавить. Удаление элементов не меняет порядок следования, оставляя набор с тем же числом элементов. Есть два способа:

Первый способ - удалить элемент по его значению:

набор.remove('элемент')

Допустим, есть набор покупок, из которого нужно удалить "молоко":

покупки.remove('молоко')

Второй способ - удалить элемент по его индексу:

набор.pop(индекс)

Если индекс не указан, удаляется последний элемент:

покупки.pop()

Пересечение и слияние

Объединяем в одну копилку то, что есть и там, и тут. Убираем лишнее, оставляем то, что есть только в одной из наших копилок.

А если сложить содержимое двух копилок – получим одно большое собрание монет. В нем окажутся монеты из обеих копилок. А если оставить только те, что встретились в обеих копилках, – получится уже совсем маленькое собрание.

Пересечение двух множеств – это своеобразная карусель, которая крутится для обоих множеств и собирает только общие элементы. А вот объединение – это вместительный шкаф, в который можно сложить все элементы из двух множеств.

Не перепутаем!

Пересечение множеств покажет нам, что есть и в той, и в другой коллекции. Объединение же, наоборот, продемонстрирует все, что есть в обеих коллекциях, даже если где-то элементы дублируются.

Разность коллекций

Разность коллекций позволяет выделить элементы, присутствующие только в одной из них. Такой результат полезен, например, для сравнения списков дел двух людей и выявления задач, которые выполняет только один из них.

Операторы разности

Для вычисления разности в Python используются два оператора:

Соответственно, выражение coll1 - coll2 вернет элементы, имеющиеся в coll1 и отсутствующие в coll2, а coll2 \ coll1 – наоборот.

Копирование наборов

Создание копии позволяет работать с данными, не изменяя их оригинал. В Python есть три способа воспроизвести набор.

Копирование с помощью встроенной функции.

Создание нового набора и передача в него элементов из оригинального.

Копирование с помощью метода copy() класса set.

Выбор метода зависит от конкретной задачи и объёма данных. При копировании большого количества элементов предпочтительнее использовать первый способ, так как он не требует создания промежуточного списка.

Итерация по наборам

Рассмотрение элементов по порядку важно для понимания внутренней структуры набора. Для каждой задачи есть собственный способ просмотра.

Можно использовать цикл for для прямого обращения к каждому элементу в наборе.

При этом, конструкцию sorted() следует применить до цикла, чтобы получить упорядоченный перечень.

Существует также метод __iter__(), который возвращает итератор, позволяющий просматривать элементы по очереди.

Для отдельных элементов применяйте метод __next__(), чтобы перейти к следующему элементу, пока итератор не будет исчерпан.

Специальные методы

Эти методы позволяют наделять множества особым поведением. Они вызываются специальным образом и выполняют определённые действия. Существует множество специальных методов, которые можно использовать для выполнения различных задач.

Например, метод __contains__ проверяет, является ли элемент членом множества. Метод __iter__ возвращает итератор для множества. Метод __len__ возвращает количество элементов во множестве.

Кроме того, есть и другие специальные методы, которые могут быть полезны в определённых ситуациях: __add__, __sub__ и так далее. Использование специальных методов позволяет писать код, который более гибкий и эффективный.

Вопрос-ответ:

Что такое множество в Python и как его создать?

Множество (сет) в Python представляет собой неупорядоченный набор уникальных элементов. Чтобы создать множество, используйте фигурные скобки с элементами внутри. Например: python my_set = {1, 2, 3}

Как проверить, принадлежит ли элемент множеству?

Используйте оператор `in` для проверки принадлежности. Например: python if 2 in my_set: print("2 принадлежит множеству")

Как добавить элемент в множество?

Для добавления элемента в множество используйте метод `add()`. Например: python my_set.add(4)

Как объединить два множества?

Для объединения двух множеств в одно используйте оператор `|` или метод `union()`. Например: python new_set = my_set | {4, 5} или python new_set = my_set.union({4, 5})

Видео:

Python — полный курс для начинающих. Этот навык изменит твою жизнь.