Python 中的 Set

Python 中的 Set 是一種無序且不重復的數據集合，它是由一個或多個元素組成的，每個元素都是唯一的。Set 可以用來進行集合運算，比如交集、并集、差集等等。Set 中的元素可以是任何可哈希的對象，例如數字、字符串、元組等等。

使用 Set 可以很方便地進行去重操作，同時也可以用來判斷兩個集合之間是否有交集。Set 是一個非常實用的數據結構，在 Python 中被廣泛地應用于各種場景中。

Set 的創建

我們可以使用 set() 函數來創建一個空的 Set，也可以使用花括號 {} 來創建一個包含元素的 Set。

`python

# 創建一個空的 Set

set1 = set()

# 創建一個包含元素的 Set

set2 = {1, 2, 3, 4, 5}

Set 的操作
Set 支持一系列的操作，包括添加元素、刪除元素、判斷元素是否存在等等。
添加元素
我們可以使用 add() 方法來向 Set 中添加一個元素，如果添加的元素已經存在于 Set 中，那么不會有任何效果。
`python
# 創建一個空的 Set
set1 = set()
# 向 Set 中添加元素
set1.add(1)
set1.add(2)
set1.add(3)
print(set1) # {1, 2, 3}

刪除元素

我們可以使用 remove() 方法來從 Set 中刪除一個元素，如果要刪除的元素不存在于 Set 中，會拋出 KeyError 異常。

`python

# 創建一個包含元素的 Set

set2 = {1, 2, 3, 4, 5}

# 從 Set 中刪除元素

set2.remove(3)

print(set2) # {1, 2, 4, 5}

判斷元素是否存在
我們可以使用 in 關鍵字來判斷一個元素是否存在于 Set 中。
`python
# 創建一個包含元素的 Set
set2 = {1, 2, 3, 4, 5}
# 判斷元素是否存在于 Set 中
print(3 in set2) # True
print(6 in set2) # False

Set 的集合運算

Set 支持一系列的集合運算，包括交集、并集、差集等等。

交集

我們可以使用 & 運算符或者 intersection() 方法來獲得兩個 Set 的交集。

`python

# 創建兩個包含元素的 Set

set3 = {1, 2, 3, 4, 5}

set4 = {4, 5, 6, 7, 8}

# 獲得兩個 Set 的交集

print(set3 & set4) # {4, 5}

print(set3.intersection(set4)) # {4, 5}

并集
我們可以使用 | 運算符或者 union() 方法來獲得兩個 Set 的并集。
`python
# 創建兩個包含元素的 Set
set3 = {1, 2, 3, 4, 5}
set4 = {4, 5, 6, 7, 8}
# 獲得兩個 Set 的并集
print(set3 | set4) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
print(set3.union(set4)) # {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}

差集

我們可以使用 - 運算符或者 difference() 方法來獲得兩個 Set 的差集。

`python

# 創建兩個包含元素的 Set

set3 = {1, 2, 3, 4, 5}

set4 = {4, 5, 6, 7, 8}

# 獲得兩個 Set 的差集

print(set3 - set4) # {1, 2, 3}

print(set3.difference(set4)) # {1, 2, 3}

擴展問答
1. Set 和 List 的區別是什么？
Set 和 List 都是 Python 中常用的數據結構，它們之間的區別主要有以下幾點：
- Set 是無序的，而 List 是有序的。
- Set 中的元素是不重復的，而 List 中的元素可以重復。
- Set 支持一系列的集合運算，比如交集、并集、差集等等，而 List 不支持這些操作。
2. Set 中的元素可以是任何類型嗎？
Set 中的元素可以是任何可哈希的對象，包括數字、字符串、元組等等。Set 中的元素必須是不可變的，因為 Set 是基于哈希表實現的，如果元素是可變的，那么在修改元素的值時可能會破壞哈希表的結構。
3. Set 是否支持切片操作？
Set 不支持切片操作，因為它是無序的。如果需要使用切片操作，可以先將 Set 轉換為 List，然后再進行切片操作。
`python
# 創建一個包含元素的 Set
set5 = {1, 2, 3, 4, 5}
# 將 Set 轉換為 List，并進行切片操作
list5 = list(set5)
print(list5[1:3]) # [2, 3]

4. Set 中的元素是否可以修改？

Set 中的元素必須是不可變的，因此無法直接修改 Set 中的元素。如果需要修改元素的值，可以先將元素從 Set 中刪除，然后再添加新的元素。

`python

# 創建一個包含元素的 Set

set6 = {1, 2, 3, 4, 5}

# 從 Set 中刪除元素，并添加新的元素

set6.remove(3)

set6.add(6)

print(set6) # {1, 2, 4, 5, 6}

Set 是 Python 中非常實用的數據結構，它可以用來進行去重操作、判斷兩個集合之間是否有交集等等。Set 支持一系列的集合運算，包括交集、并集、差集等等。在使用 Set 的時候，需要注意元素必須是不可變的，同時也需要注意 Set 是無序的。

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