Python - 集合練習

大家好，未來的 Python 專家！今天，我們將深入 Python 集合的神奇世界。如果你從未編過程式也別擔心——我將成為你在這次興奮旅程中的友好導遊。在這個教程結束時，你將能夠像專家一樣變出集合！

什麼是集合？

在我們進行練習之前，先快速了解 Python 中的集合是什麼。想象一下你有一袋彈珠，但每顆彈珠在袋子裡只能出現一次。這基本上就是 Python 中的集合——一組唯一的項目。

集合是无序的，这意味着項目沒有特定的位置。它們也是可變的，所以我們可以添加或刪除項目。然而，項目本身必須是不可變的（如數字或字符串，而不是列表）。

現在，讓我們捲起袖子開始編程！

Python 集合練習 1：創建和操作集合

創建一個集合

讓我們從創建一個簡單的集合開始：

fruits = {"apple", "banana", "cherry"}
print(fruits)

當你運行這段代碼時，你會看到：

{'cherry', 'banana', 'apple'}

注意到我們輸入的順序和輸出不同嗎？那是因为集合是无序的！

向集合中添加項目

現在，讓我們向集合中添加更多水果：

fruits.add(" dragonfruit ")
print(fruits)

fruits.update(["elderberry", "fig"])
print(fruits)

輸出：

{'cherry', 'banana', 'apple', 'dragonfruit'}
{'fig', 'cherry', 'banana', 'elderberry', 'apple', 'dragonfruit'}

看到我們用 add() 添加單個項目，用 update() 添加多個項目嗎？這就像向你的袋子裡添加一顆彈珠和倒進一把彈珠一樣！

從集合中刪除項目

讓我們刪除一些水果：

fruits.remove("banana")
print(fruits)

fruits.discard("grape")  # 即使 "grape" 不在集合中，這也不會引發錯誤
print(fruits)

輸出：

{'fig', 'cherry', 'elderberry', 'apple', 'dragonfruit'}
{'fig', 'cherry', 'elderberry', 'apple', 'dragonfruit'}

remove() 如果項目不存在將引發錯誤，而 discard() 不會。這就像小心翼翼地挑出一顆特定的彈珠與隨意尋找一顆來刪除一樣。

Python 集合練習 2：集合操作

現在我們已經掌握了基礎知識，讓我們來玩多個集合！

集合的聯合

想象你和你的朋友都有彈珠袋。聯合就是你有的所有獨特彈珠。

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

輸出：

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

集合的交集

交集就是你們共同擁有的彈珠。

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

輸出：

{4, 5}

集合的差異

差異就是你有而你的朋友沒有的彈珠。

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

輸出：

{1, 2, 3}

Python 集合練習 3：高級集合操作

準備好升級了嗎？讓我們來解決一些更高级的操作！

對称差異

這會給我們所有在任一集合中但不在兩個集合中都有的彈珠。

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

輸出：

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

子集和超集

讓我們檢查一個集合是否包含在另一個集合內：

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

輸出：

True
True

這就像檢查你的所有彈珠是否也在你朋友的大型收藏中一樣！

冻結集合

有時，我們需要一個不能更改的集合。這裡有 冻結集合：

frozen_fruits = frozenset(["apple", "banana", "cherry"])
print(frozen_fruits)

# 這將引發錯誤：
# frozen_fruits.add("dragonfruit")

輸出：

frozenset({'cherry', 'banana', 'apple'})

將冻結集合想成一袋被封在冰裡的彈珠——你可以看，但不能碰！

集合方法總結

這裡有一個我們學過的集合方法的手冊：

方法	描述
add()	向集合中添加一個元素
update()	使用另一個集合或可迭代對象中的元素更新集合
remove()	刪除指定的元素（如果找不到則引發錯誤）
discard()	刪除指定的元素（如果找不到則不會引發錯誤）
union()	返回包含集合聯合的集合
intersection()	返回包含集合交集的集合
difference()	返回包含集合差的集合
symmetric_difference()	返回包含在任一集合中但不在兩個集合中都有的元素的集合
issubset()	檢查一個集合是否是另一個集合的子集
issuperset()	檢查一個集合是否是另一個集合的超集

就是這樣，大家！你剛剛通過集合提升了你的 Python 技能。記住，練習成就完美，所以繼續這些概念吧。在你意識到之前，你將能夠像真正的 Python 巫師一樣操作集合！

Credits: Image by storyset