Day19 集合操作全解

# 创建集合
s1 = {1, 2, 3, 4, 5}
s2 = set([1, 2, 2, 3, 3, 4, 4])  # set()从列表创建，自动去重
print(s2)  # {1, 2, 3, 4}

# 创建空集合（不能用{}，那是dict）
empty = set()
print(type(empty))  # <class 'set'>

# 集合特点：无序 + 不重复
s = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6}
print(s)  # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 9}（顺序不确定）

# 自动去重
nums = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]
unique = set(nums)
print(unique)  # {1, 2, 3, 4}

s = {1, 2, 3}

# 添加元素
s.add(4)          # 添加一个元素
print(s)           # {1, 2, 3, 4}
s.add(2)           # 已存在的元素，集合不变
print(s)           # {1, 2, 3, 4}

s.update([5, 6, 7])  # 批量添加（传入可迭代对象）
print(s)              # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

# 删除元素
s.remove(3)          # 删除指定元素，不存在则抛KeyError
print(s)              # {1, 2, 4, 5, 6, 7}

s.discard(10)        # 删除指定元素，不存在也不报错
print(s)              # {1, 2, 4, 5, 6, 7}

popped = s.pop()     # 随机删除并返回一个元素
print(popped)        # 1（通常删除第一个）
print(s)              # {2, 4, 5, 6, 7}

s.clear()            # 清空集合
print(s)              # set()

A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {4, 5, 6, 7, 8}

# 交集：两个集合都有的元素
print(A & B)               # {4, 5}
print(A.intersection(B))    # {4, 5}

# 并集：所有元素（去重）
print(A | B)               # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
print(A.union(B))           # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

# 差集：A有B没有的元素
print(A - B)               # {1, 2, 3}
print(A.difference(B))      # {1, 2, 3}

# 对称差集：A和B互相没有的元素
print(A ^ B)               # {1, 2, 3, 6, 7, 8}
print(A.symmetric_difference(B))  # {1, 2, 3, 6, 7, 8}

# 子集与超集
X = {1, 2, 3}
Y = {1, 2, 3, 4, 5}
print(X < Y)   # True（X是Y的真子集）
print(Y > X)   # True（Y是X的真超集）
print(X <= Y)  # True（X是Y的子集，包含相等情况）
print(Y >= X)  # True（Y是X的超集）

# 判断是否相交（无交集返回True）
print(A.isdisjoint(B))  # False（有交集4,5）
C = {10, 20}
print(A.isdisjoint(C))  # True（无交集）

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

print(3 in s)     # True
print(10 in s)    # False
print(3 not in s) # False

# 集合成员测试比列表快很多（O(1) vs O(n)）

# 基本集合推导式
nums = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
evens = {x for x in nums if x % 2 == 0}
print(evens)  # {2, 4, 6, 8, 10}

# 带计算的集合推导式
squares = {x**2 for x in range(1, 6)}
print(squares)  # {1, 4, 9, 16, 25}

# 实际应用：从字符串提取不重复字符
text = "hello world"
unique_chars = {c for c in text if c.isalpha()}
print(unique_chars)  # {'h', 'e', 'l', 'o', 'w', 'r', 'd'}

# frozenset 创建
fs = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
print(fs)  # frozenset({1, 2, 3, 4, 5})

# 支持集合运算（不修改原对象）
A = frozenset([1, 2, 3])
B = frozenset([2, 3, 4])
print(A & B)  # frozenset({2, 3})
print(A | B)  # frozenset({1, 2, 3, 4})

# 可以作为字典的键
mapping = {frozenset(["a", "b"]): "ab", frozenset(["c", "d"]): "cd"}
print(mapping)  # {frozenset({'a', 'b'}): 'ab', frozenset({'c', 'd'}): 'cd'}

# 场景1：列表去重（顺序可能改变）
nums = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]
unique = list(set(nums))
print(unique)  # [1, 2, 3, 4]

# 场景2：找出两个列表的共同元素
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = [4, 5, 6, 7, 8]
common = set(list1) & set(list2)
print(list(common))  # [4, 5]

# 场景3：排除重复元素
all_items = [1, 2, 3, 4, 5]
exclude = {3, 4}
filtered = [x for x in all_items if x not in exclude]
print(filtered)  # [1, 2, 5]