Множества (set) в Python - гайд для новичков

Старт:21.10.2024

Срок обучения:9 мес.

Python-разработчик

Практический онлайн-курс, на котором вы с нуля изучите самый универсальный и востребованный язык программирования — Python. Создадите свое портфолио разработчика, которое выгодно покажет вас на рынке труда, и сможете зарабатывать в IT через полгода.

136 000 ₽340 000 ₽

11 333₽/мес рассрочка

Подробнее

Если вы хотите эффективно работать с уникальными значениями в Python, множества (set) – незаменимый инструмент. Они хранят только уникальные элементы, что позволяет быстро проверять наличие элемента и удалять дубликаты.

Ключевые моменты: создание множеств осуществляется через фигурные скобки {} или функцию set(). Множества не отсортированы по порядку хранения элементов. Важно помнить, что элементы в множестве должны быть неизменяемыми типами данных (например, числа, строки, кортежи).

Пример создания множества:

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

В результате вы получите: my_set = {1, 2, 3, 4}. Дубликат 2 был удалён.

Важная рекомендация: используйте множества для задач, где вам нужно быстро проверять наличие элементов и удалять дубликаты. Например, если вы получаете данные из файла и хотите отсортировать уникальные слова, множества идеально подойдут.

Создание и инициализация множеств

Для создания множества в Python используйте фигурные скобки {} или функцию set().

Пример 1 (использование фигурных скобок):

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

Пример 2 (использование функции set()):

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

Обратите внимание, что порядок элементов в множестве не определён. Множества не содержат дубликатов. Они хранят только уникальные значения.

Пример 3 (создание пустого множества):

my_empty_set = set()

Не используйте {} для создания пустого множества, так как {} создаёт пустой словарь.

Основные операции с множествами

Для работы с множествами в Python используются стандартные операции объединения, пересечения, разности и других. Ниже примеры их применения.

Используйте эти операции для эффективной работы с данными в Python.

Проверка принадлежности и членства

Для проверки, входит ли элемент в множество, используйте оператор in.

Пример:

my_set = {1, 2, 3, 4, 5}
is_2_in_set = 2 in my_set  # is_2_in_set будет True
is_6_in_set = 6 in my_set  # is_6_in_set будет False

Оператор not in проверяет обратное:

my_set = {1, 2, 3}
is_4_not_in_set = 4 not in my_set # is_4_not_in_set будет True

Важно: Элементы множества должны быть хешируемыми (можно вычислить хеш).

Пример некорректного кода (из-за неизменяемости множества):

my_set = {1, 2, [3, 4]} # Это не сработает.  Список [3, 4] не хешируем

Если вам нужно проверить множество на наличие определённых элементов, оператор in – надёжный способ.

Множества и другие типы данных

Для работы с множествами полезно понимать их взаимосвязь с другими типами данных в Python.

Списки (List): Множества могут быть созданы из списков. Например: my_set = set([1, 2, 2, 3, 4]). Результат: {1, 2, 3, 4}. Обратите внимание на автоматическое удаление дубликатов.

Кортежи (Tuple): Аналогично, из кортежей тоже можно создавать множества:

my_other_set = set((5, 6, 6, 7)). Результат: {5, 6, 7}. Это удобно для преобразования коллекций с дубликатами.

Строки (String): Из строк можно получать множество уникальных символов:

my_string = "hello"

my_char_set = set(my_string)

Результат: {'h', 'e', 'l', 'o'}. Эта функция позволяет быстро получить набор уникальных символов в строке.

Важно: Тип данных, который вы используете для создания множества, должен быть итерируемым. Это значит, что по нему можно перебирать значения.

Множества и их применение в задачах

Для нахождения уникальных значений в списке используйте множества:

Представьте, у вас есть список покупок: ['яблоки', 'бананы', 'яблоки', 'апельсины', 'бананы', 'груши']. Чтобы получить список уникальных продуктов, преобразуйте список в множество:

продукты = ['яблоки', 'бананы', 'яблоки', 'апельсины', 'бананы', 'груши']
уникальные_продукты = set(продукты)
print(уникальные_продукты) # Выведет {'яблоки', 'бананы', 'апельсины', 'груши'}

Для проверки наличия элемента в списке применяйте оператор in:

есть_яблоки = 'яблоки' in уникальные_продукты
print(есть_яблоки) # Выведет True

Для нахождения пересечения или объединения списков используйте операции intersection и union:

первый_список = {'яблоки', 'бананы', 'апельсины'}
второй_список = {'бананы', 'груши', 'апельсины'}
пересечение = первый_список.intersection(второй_список)
объединение = первый_список.union(второй_список)
print(пересечение) # Выведет {'бананы', 'апельсины'}
print(объединение) # Выведет {'яблоки', 'бананы', 'апельсины', 'груши'}

Для удаления повторяющихся элементов в списке тоже пригодятся множества:

список_с_повторами = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 4]
список_без_повторов = list(set(список_с_повторами))
print(список_без_повторов) # Выведет [1, 2, 3, 4]

Важно! Множества неупорядочены. Порядок элементов в множестве не гарантируется. Если порядок важен, используйте списки.

Уникальные свойства и порядок элементов в множествах

Множества в Python гарантируют уникальность элементов. Если вы попытаетесь добавить дубликат, он будет проигнорирован.

Пример:

my_set = {1, 2, 2, 3, 4, 4}
print(my_set)  # Выведет: {1, 2, 3, 4}

Обратите внимание, что порядок элементов в множестве не определён и может меняться.

• Не ориентируйтесь на порядок. Не используйте множества, если порядок элементов критически важен.
• Используйте для уникальных данных. Множества идеально подходят для работы с наборами элементов, где важна уникальность, например, для удаления дубликатов из списка или проверки наличия элемента.

Пример:

my_list = [1, 2, 2, 3, 4, 4]
my_set_from_list = set(my_list)
print(my_set_from_list)

1. Функция set() создает множество из списка, удаляя дубликаты.
2. Множества – неориентированные коллекции.

Важно: элементы множества должны быть неизменяемыми типами данных (например, числа, строки, кортежи). Список или словарь в множестве использовать нельзя.

Вопрос-ответ:

Можно ли в Python создавать множества из разных типов данных, например, чисел и строк?

Да, множества в Python могут содержать элементы разных типов данных. Например, множество может включать целые числа, числа с плавающей точкой, строки и даже другие типы данных, такие как списки, кортежи или пользовательские объекты. Важно, однако, что элементы в множестве должны быть неизменяемыми (immutable), так как изменяемые объекты (например, списки) не могут быть частью множества. Это свойство множеств позволяет использовать их для хранения и управления уникальными элементами сложного состава.

Как узнать количество элементов в множестве?

Для определения количества элементов в множестве используется функция `len()`. Например, если у вас есть множество `my_set = {1, 2, 3, "a"}`, то `len(my_set)` вернёт значение 4. Эта функция удобна для быстрого определения размера множества без лишних циклов.

Какие операторы есть для работы с множествами, и как они применяются?

В Python для работы с множествами есть специальные операторы. Например, оператор `&` (пересечение) позволяет найти общие элементы двух множеств, `|` (объединение) создаёт новое множество из всех элементов обоих исходных, а `-` (разность) формирует множество, включающее элементы первого множества, исключая те, что есть и во втором множестве. Также есть операторы `^` (симметричная разность) и `<=` или `>=` (подмножество). Пример: `set1 & set2` найдёт общие элементы `set1` и `set2`. Эти операторы дают возможность проводить различные операции над множествами, например для поиска отличий, нахождения пересечений или объединения.

Как добавлять и удалять элементы из множества?

Для добавления элементов в множество используется метод `add()`, а для удаления – `remove()` или `discard()`. Метод `remove()` генерирует исключение, если элемента нет в множестве, а `discard()` не создаёт ошибок при отсутствии элемента. Пример: `my_set.add(4)` добавит число 4 в множество. Важная деталь: множества в Python не поддерживают индексацию, поэтому вы не можете обращаться к элементам по индексу.

В чём практическое применение множеств, помимо примеров из учебника?

Множества незаменимы, когда требуется хранить уникальные элементы. Например, при анализе данных, где важно учитывать только уникальные значения определённого столбца, множества значительно упрощают работу. Также множества полезны при сортировке и поиске повторяющихся записей. В задачах, связанных с вычислением пересечения или объединения наборов данных (например, в обработке текстов или работе с базами данных), использование множеств повышает эффективность и сокращает количество операций.

Как создать множество в Python и какие типы данных можно в него добавить?

Множества в Python создаются с помощью фигурных скобок `` или функции `set()`. В множество можно добавлять элементы различных типов данных, но важно понимать, что они должны быть **хешируемыми**. Это значит, что элементы должны иметь уникальное значение, по которому их можно однозначно идентифицировать. Например, числа, строки и кортежи (не изменяемые последовательности) могут быть добавлены в множество. Список или словарь нельзя добавить напрямую, т.к. они не хешируемы. Если вы попробуете добавить изменяемый объект (например, список), Python выдаст ошибку. При создании множества, повторения элементов автоматически игнорируются.

Как проверить, есть ли элемент в множестве и как удалить элемент?

Проверить наличие элемента в множестве можно с помощью оператора `in`. Например, `if 'apple' in my_set:` Для удаления элемента используйте метод `remove()`. Если элемент отсутствует, то вызов `remove()` вызовет исключение. Альтернативный способ – это `discard()`. Метод `discard()` не вызывает исключения, если элемент отсутствует в множестве. Аналогично, в Python есть методы `pop()` для удаления произвольного элемента или `clear()` для очистки всего множества.