在学习了列表和元组之后，咱们再来学习一种容器型的数据类型，它的名字叫调集（set）。说到调集这个词咱们一定不会陌生，在数学课本上就有这个概念。假如咱们把一定范围的、确认的、能够差异的事物当作一个全体来看待，那么这个全体便是调集，调集中的各个事物称为调集的元素。通常，调集需求满足以下特性：
- 无序性：一个调集中，每个元素的位置都是相同的，元素之间是无序的。
- 互异性：一个调集中，任何两个元素都是不相同的，即元素在调集中只能呈现一次。
- 确认性：给定一个调集和一个恣意元素，该元素要么属这个调集，要么不归于这个调集，二者必居其一，不允许有模棱两可的情况呈现。
Python 程序中的调集跟数学上的调集没有什么本质差异，需求着重的是上面所说的无序性和互异性。无序性阐明调集中的元素并不像列中的元素那样存在某种次序，能够经过索引运算就能拜访恣意元素，调集并不支撑索引运算。另外，调集的互异性决议了调集中不能有重复元素，这一点也是调集差异于列表的当地，咱们无法将重复的元素增加到一个调集中。调集类型必然是支撑in和not in成员运算的，这样就能够确认一个元素是否归于调集，也便是上面所说的调集的确认性。调集的成员运算在性能上要优于列表的成员运算，这是调集的底层存储特性决议的，此处咱们暂时不做讨论，咱们记住这个结论即可。
阐明：调集底层运用了哈希存储（散列存储），对哈希存储感兴趣的读者能够看看维基百科上“散列表”这个词条。
创立调集
在 Python 中，创立调集能够运用{}字面量语法，{}中需求至少有一个元素，由于没有元素的{}并不是空调集而是一个空字典，字典类型咱们会在下一节课中为咱们介绍。当然，也能够运用 Python 内置函数set来创立一个调集，精确的说set并不是一个函数，而是创立调集对象的构造器，这个知识点会在后边讲解面向对象编程的当地为咱们介绍。咱们能够运用set函数创立一个空调集，也能够用它将其他序列转换成调集，例如：set('hello')会得到一个包含了4个字符的调集（重复的字符l只会在调集中呈现一次）。除了这两种办法，还能够运用生成式语法来创立调集，就像咱们之前用生成式语法创立列表那样。
set1 = {1, 2, 3, 3, 3, 2}
print(set1) # {1, 2, 3}
set2 = {True, False, True, True, False}
print(set2) # {False, True}
set3 = set('hello')
print(set3) # {'l', 'o', 'e', 'h'}
set4 = set([1, 2, 2, 3, 3, 3, 2, 1])
print(set4) # {1, 2, 3}
set5 = {num for num in range(1, 20) if num % 3 == 0 or num % 7 == 0}
print(set5) # {3, 6, 7, 9, 12, 14, 15, 18}
set6 = {('骆昊', 43), ('王大锤', 18)}
print(set6) # {('王大锤', 18), ('骆昊', 43)}
需求提示咱们，调集中的元素有必要是hashable类型，运用哈希存储的容器都会对元素提出这一要求。所谓hashable类型指的是能够计算出哈希码的数据类型，通常不可变类型都是hashable类型，如整数（int）、浮点小数（float）、布尔值（bool）、字符串（str）、元组（tuple）等。可变类型都不是hashable类型，由于可变类型无法计算出确认的哈希码，所以它们不能放到调集中。例如：咱们不能将列表作为调集中的元素；同理，由于调集本身也是可变类型，所以调集也不能作为调集中的元素。咱们能够创立出嵌套的列表，可是咱们不能创立出嵌套的调集，这一点在运用调集的时候一定要引起注意。
调集的遍历
咱们能够经过len函数来取得调集中有多少个元素，可是咱们不能经过索引运算来遍历调集中的元素，由于调集元素并没有特定的次序。当然，要完成对调集元素的遍历，咱们依然能够运用for-in循环，代码如下所示。
set1 = {'Python', 'C++', 'Java', 'Kotlin', 'Swift'}
for elem in set1:
print(elem)
提示：咱们看看上面代码的运转结果，经过单词输出的次序体会一下调集的无序性。
调集的运算
Python 为调集类型提供了十分丰富的运算符，主要包括：成员运算、交集运算、并集运算、差集运算、比较运算（持平性、子集、超集）等。
成员运算
能够经过成员运算in和not in 查看元素是否在调集中，代码如下所示。
set1 = {11, 12, 13, 14, 15}
print(10 in set1) # False
print(15 in set1) # True
set2 = {'Python', 'Java', 'C++', 'Swift'}
print('Ruby' in set2) # False
print('Java' in set2) # True
二元运算
调集的二元运算主要指调集的交集、并集、差集、对称差等运算，这些运算能够经过运算符来完成，也能够经过调集类型的办法来完成，代码如下所示。
set1 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
set2 = {2, 4, 6, 8, 10}
# 交集
print(set1 & set2) # {2, 4, 6}
print(set1.intersection(set2)) # {2, 4, 6}
# 并集
print(set1 | set2) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10}
print(set1.union(set2)) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10}
# 差集
print(set1 - set2) # {1, 3, 5, 7}
print(set1.difference(set2)) # {1, 3, 5, 7}
# 对称差
print(set1 ^ set2) # {1, 3, 5, 7, 8, 10}
print(set1.symmetric_difference(set2)) # {1, 3, 5, 7, 8, 10}
经过上面的代码能够看出，对两个调集求交集，&运算符和intersection办法的效果是完全相同的，运用运算符的办法明显更直观且代码也更简短。需求阐明的是，调集的二元运算还能够跟赋值运算一同构成复合赋值运算，例如：set1 |= set2相当于set1 = set1 | set2，跟|=效果相同的办法是update；set1 &= set2相当于set1 = set1 & set2，跟&=效果相同的办法是intersection_update，代码如下所示。
set1 = {1, 3, 5, 7}
set2 = {2, 4, 6}
set1 |= set2
# set1.update(set2)
print(set1) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
set3 = {3, 6, 9}
set1 &= set3
# set1.intersection_update(set3)
print(set1) # {3, 6}
set2 -= set1
# set2.difference_update(set1)
print(set2) # {2, 4}
比较运算
两个调集能够用==和!=进行持平性判别，假如两个调集中的元素完全相同，那么==比较的结果便是True，否则便是False。假如调集A的恣意一个元素都是调集B的元素，那么调集A称为调集B的子集，即对于∀a∈A\small{\forall{a} \in {A}}，均有a∈B\small{{a} \in {B}}，则A⊆B\small{{A} \subseteq {B}}，A是B的子集，反过来也能够称B是A的超集。假如A是B的子集且A不等于B，那么A便是B的真子集。Python 为调集类型提供了判别子集和超集的运算符，其实便是咱们十分熟悉的<、<=、>、>=这些运算符。当然，咱们也能够经过调集类型的办法issubset和issuperset来判别调集之间的联系，代码如下所示。
set1 = {1, 3, 5}
set2 = {1, 2, 3, 4, 5}
set3 = {5, 4, 3, 2, 1}
print(set1 < set2) # True
print(set1 <= set2) # True
print(set2 < set3) # False
print(set2 <= set3) # True
print(set2 > set1) # True
print(set2 == set3) # True
print(set1.issubset(set2)) # True
print(set2.issuperset(set1)) # True
阐明：上面的代码中，
set1 < set2判别set1是不是set2的真子集，set1 <= set2判别set1是不是set2的子集，set2 > set1判别set2是不是set1的超集。当然，咱们也能够经过set1.issubset(set2)判别set1是不是set2的子集；经过set2.issuperset(set1)判别set2是不是set1的超集。
调集的办法
刚才咱们说过，Python 中的调集是可变类型，咱们能够经过调集类型的办法向调集增加元素或从调集中删去元素。
set1 = {1, 10, 100}
# 增加元素
set1.add(1000)
set1.add(10000)
print(set1) # {1, 100, 1000, 10, 10000}
# 删去元素
set1.discard(10)
if 100 in set1:
set1.remove(100)
print(set1) # {1, 1000, 10000}
# 清空元素
set1.clear()
print(set1) # set()
阐明：删去调集元素的
remove办法在元素不存在时会引发KeyError错误，所以上面的代码中咱们先经过成员运算判别元素是否在调集中。调集类型还有一个pop办法能够从调集中随机删去一个元素，该办法在删去元素的同时会取得被删去的元素，而remove和discard办法仅仅是删去元素，不会取得被删去的元素。
调集类型还有一个名为isdisjoint的办法能够判别两个调集有没有相同的元素，假如没有相同元素，该办法回来True，否则该办法回来False，代码如下所示。
set1 = {'Java', 'Python', 'C++', 'Kotlin'}
set2 = {'Kotlin', 'Swift', 'Java', 'Dart'}
set3 = {'HTML', 'CSS', 'JavaScript'}
print(set1.isdisjoint(set2)) # False
print(set1.isdisjoint(set3)) # True
不可变调集
Python 中还有一种不可变类型的调集，名字叫frozenset。set跟frozenset的差异就好像list跟tuple的差异，frozenset由所以不可变类型，能够计算出哈希码，因此它能够作为set中的元素。除了不能增加和删去元素，frozenset在其他方面跟set是一样的，下面的代码简单的展现了frozenset的用法。
fset1 = frozenset({1, 3, 5, 7})
fset2 = frozenset(range(1, 6))
print(fset1) # frozenset({1, 3, 5, 7})
print(fset2) # frozenset({1, 2, 3, 4, 5})
print(fset1 & fset2) # frozenset({1, 3, 5})
print(fset1 | fset2) # frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 7})
print(fset1 - fset2) # frozenset({7})
print(fset1 < fset2) # False
总结
Python 中的调集类型是一种无序容器，不允许有重复运算，由于底层运用了哈希存储，调集中的元素有必要是hashable类型。调集与列表最大的差异在于调集中的元素没有次序、所以不能够经过索引运算拜访元素、可是调集能够执行交集、并集、差集等二元运算，也能够经过联系运算符查看两个调集是否存在超集、子集等联系。
