Python - 集合练习

大家好，未来的Python巫师们！今天，我们将深入探讨神奇的Python集合世界。如果你以前从未编写过代码，也不要担心——我将作为你友好的向导，带你开启这段激动人心的旅程。在本教程结束时，你将能够像专业人士一样熟练地使用集合！

什么是集合？

在我们开始练习之前，先快速了解一下Python中的集合是什么。想象你有一袋弹珠，但每个弹珠在袋子中只能出现一次。本质上，Python中的集合就是这样的——一组唯一的元素。

集合是无序的，这意味着元素没有特定的位置。它们也是可变的，因此我们可以添加或删除元素。但是，元素本身必须是不可变的（如数字或字符串，而不是列表）。

现在，让我们卷起袖子开始编码吧！

Python集合练习1：创建和操作集合

创建一个集合

首先，我们创建一个简单的集合：

fruits = {"苹果", "香蕉", "樱桃"}
print(fruits)

运行这段代码后，你会看到：

{'樱桃', '香蕉', '苹果'}

注意到输出的顺序与我们输入的不同吗？这是因为集合是无序的！

向集合中添加元素

现在，让我们向集合中添加更多水果：

fruits.add("火龙果")
print(fruits)

fruits.update(["接骨木", "无花果"])
print(fruits)

输出：

{'樱桃', '香蕉', '苹果', '火龙果'}
{'无花果', '樱桃', '香蕉', '接骨木', '苹果', '火龙果'}

看到我们是如何使用add()添加单个元素，而使用update()添加多个元素的吗？这就像往你的袋子里放一个弹珠和倒一把弹珠的区别！

从集合中移除元素

让我们移除一些水果：

fruits.remove("香蕉")
print(fruits)

fruits.discard("葡萄")  # 即使"葡萄"不在集合中，这也不会引发错误
print(fruits)

输出：

{'无花果', '樱桃', '接骨木', '苹果', '火龙果'}
{'无花果', '樱桃', '接骨木', '苹果', '火龙果'}

remove()如果元素不存在将会引发错误，而discard()则不会。这就像小心翼翼地从袋子里挑选一个特定的弹珠，而不是随便找一个来移除。

Python集合练习2：集合操作

现在我们已经掌握了基础知识，让我们来玩多个集合！

集合并集

想象你和你的朋友都有弹珠袋。并集是你们在一起拥有的所有独特的弹珠。

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {4, 5, 6, 7, 8}
union_set = set1.union(set2)
print(union_set)

输出：

{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

集合交集

交集是你们共同拥有的弹珠。

intersection_set = set1.intersection(set2)
print(intersection_set)

输出：

{4, 5}

集合差集

差集是你有你朋友没有的弹珠。

difference_set = set1.difference(set2)
print(difference_set)

输出：

{1, 2, 3}

Python集合练习3：高级集合操作

准备好了吗？让我们来挑战一些更高级的操作！

对称差集

这将给出所有在任一集合中但不在两个集合中都有的弹珠。

symmetric_difference = set1.symmetric_difference(set2)
print(symmetric_difference)

输出：

{1, 2, 3, 6, 7, 8}

子集和超集

让我们检查一个集合是否包含在另一个集合中：

set3 = {1, 2, 3}
print(set3.issubset(set1))  # set3是set1的子集吗？
print(set1.issuperset(set3))  # set1是set3的超集吗？

输出：

True
True

这就像检查你的所有弹珠是否也在你朋友更大的收藏中！

冻结集合

有时，我们需要一个不能更改的集合。这时候可以使用冻结集合：

frozen_fruits = frozenset(["苹果", "香蕉", "樱桃"])
print(frozen_fruits)

# 这将引发错误：
# frozen_fruits.add("火龙果")

输出：

frozenset({'樱桃', '香蕉', '苹果'})

将冻结集合想象成密封在冰中的弹珠袋——你可以看，但不能触摸！

集合方法总结

以下是我们学到的集合方法的有用表格：

方法	描述
add()	向集合中添加一个元素
update()	用另一个集合或可迭代对象的元素更新集合
remove()	移除指定的元素（如果找不到则引发错误）
discard()	移除指定的元素（如果找不到则不引发错误）
union()	返回包含集合的并集的集合
intersection()	返回包含集合的交集的集合
difference()	返回包含集合差集的集合
symmetric_difference()	返回包含两个集合中不重叠的元素的集合
issubset()	检查一个集合是否是另一个集合的子集
issuperset()	检查一个集合是否是另一个集合的超集

就是这些了，各位！你刚刚通过集合提升了你的Python技能。记住，熟能生巧，所以继续练习这些概念。在你意识到之前，你将能够像一个真正的Python巫师一样操纵集合！

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