Python 内置数据结构之八（set 运算）

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一、集合运算

1.1 并集

• 将两个集合 A 和 B 的所有元素何合并到一起，组成的集合称作集合 A 与集合 B 的并集
• union(*others)
  返回和多个集合合并后的新集合
• | 运算符重载
  等同 union
• update(*others)
  和多个集合合并，就地修改
• |=
  等同 update

并集.png

1.2 交集

• 集合 A 和 B，由所有属于 A 且属于 B 的元素组成的集合
• intersection(*others)
  返回和多个集合的交集
• &
  等同 intersection
• intersection_update(*others)
  获取和多个集合的交集，并就地修改
• &=
  等同 intersection_update

交集.png

1.3 差集

• 集合 A 和 B，由所有属于 A 且不属于 B 的元素组成的集合
• difference(*others)
  返回和多个集合的差集
• -
  等同 difference
• difference_update(*others)
  获取和多个集合的差集并就地修改
• -=
  等同 difference_update

差集.png

1.4 对称差集

• 集合 A 和 B，由所有不属于 A 和 B 的交集元素组成的集合，记作 ( A-B ) ∪ ( B-A )
• symmetric_difference(other)
  返回和另一个集合的差集
• ^
  等同 symmetric_difference
• ^=
  等同 symmetric_difference_update

对称差集.png

1.5 其他集合运算

• issubset(other) 和 <=
  判断当前集合是否是一个集合的子集
• set1 < set2
  判断 set1 是否是 set2 的真子集
• issuperset(other) 和 >=
  判断当前集合是否是 other 的超集
• set1 > set2
  判断 set1 是否是 set2 的真超集
• isdisjoint(other)
  当前集合和另一个集合没有交集
  没有交集，返回 True

示例.png

二、集合应用

2.1 共同好友

• 你的好友 A、B、C，他的好友 C、B、D，求共同好友

s1 = {'A','B','C'}
s2 = {'C','B','D'}

print(s1 & s2)

示例.png

2.2 微信群提醒

• XXX 与群里其他人都不是微信朋友关系

# 先求所有人好友并集，后判断是否在此并集中，此方案数据量越大越高
s1 = {'1','2','3'}
s2 = {'2','3','4'}

uid = set('4')

print(uid < (s1 | s2))

# 先把所有人组成一个集合，然后判断自己好友是否与其存在交集
u1 = 1
u2 = 2

friend = {1,2,4,5,6,7}

print(friend.isdisjoint({u1, u2}))   # False 表示有交集

示例.png

2.3 权限判断

• 有一个 API，要求权限同时具备 A、B、C 才能访问，用户权限是 B、C、D，判断用户是否能够访问该 API
• 有一个 API，要求权限具备 A、B、C 任意一项就可以访问，用户权限是 B、C、D，判断用户是否能够访问该 API

# 问题一、API 集合 A，用户权限集合 P，用户权限全部包含 API 权限
# 1. A - P = set()， A - P 为空集，说明 P 包含 A
s1 = {'A', 'B', 'C'}
s2 = {'B', 'C', 'D'}
# s2 = {'A', 'B', 'C', 'D'}   若 s2 集合为此值，则返回三个 True
print(s1 - s2 == set())

# 2. A.issubset(P)，A 是 P 的子集
print(s1.issubset(s2))

# 3. A & P = A
print((s1 & s2) == s1)

# 问题二、API 集合 A，用户权限集合 P
# 1. A & P != set()
s1 = {'A', 'B', 'C'}
s2 = {'B', 'C', 'D'}
print(s1 & s2 != set())

# 2. A.isdisjoint(P) == False 表示有交集
print(s1.isdisjoint(s2))

问题一.png 问题二.png

2.4 一个总任务列表，存储所有任务。一个完成的任务列表。找出未完成的任务

• 思路
  • 业务中，任务 ID 一般不可重复
  • 所有任务 ID 存入一个 set 中，假设为 ALL
  • 所有已完成任务 ID 存入另一个 set 中，假设为 COMPLETED，它是 ALL 的子集
  • ALL - COMPLETED = UNCOMPLETED

三、集合练习

3.1 随机产生 2 组各 10 个数字的列表，如下要求

• 每个数字取值范围 [10, 20]
• 统计 20 个数字中，一共有多少个不同的数字？
• 2 组之间进行比较，不同的数字有几个？分别是什么？
• 2 组之间进行比较，相同的数字有几个？分别是什么？
  a = [1, 9, 7, 5, 6, 7, 8, 8, 2, 6]
  b = [1, 9, 0, 5, 6, 4, 8, 3, 2, 3]

import random
list1 = []
list2 = []

for _ in range(10):
    list1.append(random.randint(10, 20))
    list2.append(random.randint(10, 20))
    
list1 = set(list1)
list2 = set(list2)
print(list1,list2)

print(len(list1 | list2))   # 不同数字个数

a = list1 & list2
print(a, len(a))   # 不同数字

b = list1 ^ list2
print(b, len(b))   # 相同数字

示例.png