【Python】10、python內置數

• 2020 年 1 月 10 日
• 筆記

一、集合

1、集合的定義

In [74]: s = {}  In [74]: s = {}    # 空大括弧是空的字典    In [75]: type(s)  Out[75]: dict    In [77]: type(s)  Out[77]: set    In [78]: help(set)    Help on class set in module builtins:    class set(object)   |  set() -> new empty set object   |  set(iterable) -> new set object   |     |  Build an unordered collection of unique elements.   |     |  Methods defined here:        In [80]: s = set([1, 2])    In [81]: s  Out[81]: {1, 2}    In [82]: s = set("xxj")    In [83]: s  Out[83]: {'j', 'x'}    In [84]: s = {1, 2, 1, 3}    In [85]: s  Out[85]: {1, 2, 3}

集合是無序的，元素不能重複，元素要能被哈希（hash，不可變）

二、集合的操作

1、增

z## set.add()    In [86]: s  Out[86]: {1, 2, 3}    In [87]: s.add("a")   # 原地增加單個元素，元素要可哈希    In [88]: s  Out[88]: {1, 2, 3, 'a'}    In [89]: s.add(3)    In [90]: s  Out[90]: {1, 2, 3, 'a'}    In [93]: s.add([1, 2])  ---------------------------------------------------------------------------  TypeError                                 Traceback (most recent call last)  <ipython-input-93-2beaf0c16593> in <module>()  ----> 1 s.add([1, 2])    TypeError: unhashable type: 'list'    In [94]: help(s.add)      In [95]: s.add((1, 2))    In [96]: s  Out[96]: {(1, 2), 1, 2, 3, 'a'}      ## set.update()  # 原地增加可迭代對象的元素    In [99]: help(s.update)    Help on built-in function update:    update(...) method of builtins.set instance      Update a set with the union of itself and others.          In [127]: s = set()    In [128]: s  Out[128]: set()    In [129]: type(s)  Out[129]: set          In [101]: s.update(10)  -----------------------------------------------------------------------  TypeError                                 Traceback (most recent call l  <ipython-input-101-c184888ad9c5> in <module>()  ----> 1 s.update(10)    TypeError: 'int' object is not iterable      In [131]: s.update(["a"])    In [132]: s  Out[132]: {'a'}    In [133]: s.update(["a"], ["b"])    In [134]: s  Out[134]: {'a', 'b'}    In [135]: s.update(["a"], ["b"], 1)  -----------------------------------------------------------------------  TypeError                             Traceback (most recent call last)  <ipython-input-135-fc556b8d9726> in <module>()  ----> 1 s.update(["a"], ["b"], 1)    TypeError: 'int' object is not iterable    In [136]: s.update(["a"], ["b"], "xj")    In [137]: s  Out[137]: {'a', 'b', 'j', 'x'}    In [139]: s.update([["S", "B"]])  -----------------------------------------------------------------------  TypeError                             Traceback (most recent call last)  <ipython-input-139-da563f39a191> in <module>()  ----> 1 s.update([["S", "B"]])    TypeError: unhashable type: 'list'

2、刪

## set.remove()    In [142]: s  Out[142]: {'a', 'b', 'j', 'x'}    In [143]: s.remove("a")    In [144]: s  Out[144]: {'b', 'j', 'x'}    In [151]: s.remove("S")  -----------------------------------------------------------------------  KeyError                              Traceback (most recent call last)  <ipython-input-151-332efdd48daa> in <module>()  ----> 1 s.remove("S")    KeyError: 'S'      ## set.pop()    In [153]: s = {1, 2, 3, 4}    In [154]: s.pop()      Out[154]: 1    In [155]: s  Out[155]: {2, 3, 4}    In [156]: s.pop(5)  -----------------------------------------------------------------------  TypeError                             Traceback (most recent call last)  <ipython-input-156-23a1c03efc29> in <module>()  ----> 1 s.pop(5)    TypeError: pop() takes no arguments (1 given)    In [157]: s.pop()  Out[157]: 2    In [158]: s.pop()  Out[158]: 3    In [159]: s.pop()  Out[159]: 4    In [160]: s.pop()  -----------------------------------------------------------------------  KeyError                              Traceback (most recent call last)  <ipython-input-160-e76f41daca5e> in <module>()  ----> 1 s.pop()    KeyError: 'pop from an empty set'      ## set.discard()    In [165]: help(set.discard)    Help on method_descriptor:    discard(...)      Remove an element from a set if it is a member.            If the element is not a member, do nothing.        In [166]: s = {1, 2, 3}    In [167]: s.discard(2)    In [168]: s.discard(1, 3)  -----------------------------------------------------------------------  TypeError                             Traceback (most recent call last)  <ipython-input-168-8702b734cbc4> in <module>()  ----> 1 s.discard(1, 3)    TypeError: discard() takes exactly one argument (2 given)    In [169]: s.discard(2)   # 元素不存在時，不會報錯    In [170]: s  Out[170]: {1, 3}    In [32]: s.clear()    In [33]: s  Out[33]: set()      In [47]: del(s)    In [48]: s  -----------------------------------------------------------------------  NameError                             Traceback (most recent call last)  <ipython-input-48-f4d5d0c0671b> in <module>()  ----> 1 s    NameError: name 's' is not defined

小結：

      remove 刪除給定的元素，元素不存在時，拋出KeyError

      discard  刪除給定的元素，元素不存在時，什麼也不做

      pop      隨機刪除一個元素並返回，集合為空返回KeyError，

      clear     清空集合

3、改

set不能修改單個元素

4、查找

    集合不能通過索引，集合不是線性結構，沒有索引

    集合沒有訪問單個元素的方法

    集合沒有查找的方法

  做成員運算（in和not in）的時候，set的效率遠高於list（O(1)和O(n)）;

   O(n)不一定小於O(1)，還需要看數據規模

三、集合運算

1、交集

## set.intersection()    In [1]: s1 = {1, 2, 3}    In [2]: s2 = {2, 3, 4}    In [3]: s1.intersection()  Out[3]: {1, 2, 3}    In [4]: s1.intersection(s2)   # 返回交集；不會修改原set  Out[4]: {2, 3}    In [26]: s2.intersection(s1)  Out[26]: {2, 3}      In [5]: s1.intersection([2,3])  Out[5]: {2, 3}    In [6]: help(set.intersection)      In [7]: s1.intersection(2)  ---------------------------------------------------------------------------  TypeError                                 Traceback (most recent call last)  <ipython-input-7-94b820092aa3> in <module>()  ----> 1 s1.intersection(2)    TypeError: 'int' object is not iterable                                                       In [17]: s1.intersection_update(s2)   # set.intersection的_update版本，修改原set，返回None    In [18]: s1  Out[18]: {2, 3}    In [19]: s2  Out[19]: {2, 3, 4}        In [20]: s1 = {1, 2, 3}    In [21]: s2 = {2, 3, 4}    In [22]: s1 & s2         #  set重載了按位與運算為求交集運算  Out[22]: {2, 3}    In [23]: s1  Out[23]: {1, 2, 3}    In [24]: s2  Out[24]: {2, 3, 4}

2、差集

In [27]: s1  Out[27]: {1, 2, 3}    In [28]: s2  Out[28]: {2, 3, 4}    In [29]: s1.difference(s2)  Out[29]: {1}    In [30]: s2.difference(s1)  Out[30]: {4}    In [31]: s1  Out[31]: {1, 2, 3}    In [32]: s2  Out[32]: {2, 3, 4}    In [33]: s1.difference_update(s2)    In [34]: s1  Out[34]: {1}    In [35]: s2  Out[35]: {2, 3, 4}      In [38]: s1  Out[38]: {1, 2, 3}    In [39]: s2  Out[39]: {2, 3, 4}    In [40]: s1 - s2    # set重載了運算符- 執行差集計算，相當於s1.difference(s2)  Out[40]: {1}    In [41]: s2 - s1  Out[41]: {4}    In [42]: s1 + s2  ---------------------------------------------------------------------------  TypeError                                 Traceback (most recent call last)  <ipython-input-42-1659087814e1> in <module>()  ----> 1 s1 + s2    TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set'      In [50]: s1.symmetric_difference(s2)   # 對稱差集  Out[50]: {1, 4}    In [51]: s1.symmetric_difference_update(s2)    In [52]: s1  Out[52]: {1, 4}    In [53]: s2  Out[53]: {2, 3, 4}      In [55]: s1           # set重載了異或運算符，執行求對稱差集運算  Out[55]: {1, 2, 3}    In [56]: s2  Out[56]: {2, 3, 4}    In [57]: s1 ^ s2  Out[57]: {1, 4}

3、並集

In [58]: s1  Out[58]: {1, 2, 3}    In [59]: s2  Out[59]: {2, 3, 4}    In [60]: s1.union(s2)    # 那set的union有update版本嗎？其實update就是union的update版本  Out[60]: {1, 2, 3, 4}    In [61]: s1 | s2          # set重載了|運算符，執行求對稱並集運算  Out[61]: {1, 2, 3, 4}

4、集合相關的判斷

In [68]: s1 = {2, 3}    In [69]: s2 = {1, 2, 3, 4}    In [70]: s1.isdisjoint(s2)   # 是否沒有交集  Out[70]: False    In [71]: s1.issubset(s2)     # 是否是子集  Out[71]: True    In [72]: s1.issuperset(s2)   # 是否是父超集  Out[72]: False    In [73]: s2.issuperset(s1)  Out[73]: True    In [74]: s1 = {"a", "b"}    In [75]: s1.isdisjoint(s2)    Out[75]: True

四、集合的應用和限制

      set常用於去重和大規模數據時成員運算時較快

      str、bytes、bytearray對元素有要求，必須是8位的int；0-255

      集合的元素不能重複，必須可hash（可變的類型都不能hash）