1.2.2 基础数据类型组合使用

Python语言中有三种组合数据类型在程序设计时会经常被用到，分别是集合类型、序列类型和映射类型。集合类型是一个元素集合，元素之间无序，相同元素在集合中唯一存在。序列类型是一个元素向量，元素之间存在先后关系，通过序列号访问，元素之间不排他。序列类型的典型代表是字符串类型和列表类型（详见1.2.1.2节）。映射类型是键-值对的组合，每一个元素是一个键-值对，表示为key：value。映射类型的典型代表是字典类型（详见1.2.1.2节）。

集合类型是一个具体的数据类型，序列类型和映射类型是一类数据类型的总称。

1.2.2.1 集合类型

Python 语言中集合和其他语言的集合类似，表示一个无序的不重复元素集，即不可以使用下标索引的方式读取数据，集合中不存在重复的数据。Python 的集合可支持数学运算，如并集、交集、差集和对称差集等。

Python可以通过两种方式创建集合：使用大括号“{}”包含元素或者使用set（）方法创建集合。需要注意的是，如果只是创建一个空集，则必须使用set（）方法，不能使用“{}”包含元素。因为字典的表示方法也是用“{}”包含元素的，所以使用“{}”包含元素创建的字典被认为创建了一个空字典。

集合的两种创建方式为：

集合创建的示例运行结果如图1.70所示。

在上面的示例中，“{}”是集合的表示符，如果用“{}”来定义一个集合，那么该集合会自动进行去重处理，处理后的元素次序会发生变动；如果使用 set（）方法来定义一个集合，则set（）方法会先将其中的目标对象自动分解为基本元素，然后使用“{}”重新定义一个包含所有基本元素的集合，最后对集合中的元素进行去重处理。

定义集合时需要注意以下几点：

（1）在使用“{}”或者set（）方法定义一个集合时，该集合中不会包含重复的元素，并且元素的次序是乱序。

（2）在使用set（）方法定义集合时，操作的对象不能是数字，因为set（）方法在分解数字时会引发异常。

（3）尽管集合的表示符“{}”与字典的表示符“{}”相同，但其内部元素的结构有较大的差异，集合的元素是用逗号分隔的，字典采用的是键-值对；集合可以进行数学运算，字典只能进行数据读取。

集合操作示例如下：

集合操作的示例运行结果如图1.71所示。

此外，与列表支持推导式类似，集合同样支持推导式，例如：

集合推导式的运行结果如图1.72所示。

图1.72 集合推导式的运行结果

1.2.2.2 集合的基本操作

1）添加元素

通过add（）方法可在集合中添加元素，用法如下：

其中，s为需要添加元素的集合；x为待添加的元素。在使用add（）方法将元素x添加到集合s中时，需要注意的是，若集合s中已经存在元素x，则会因为集合的自动去重功能而使s.add（x）运行后无实质效果。例如：

通过add（）方法添加元素的示例运行结果如图1.73所示。

此外，使用update（）函数也可以为集合添加新元素，用法如下：

其中，s为需要添加元素的集合；x为待添加的元素，可以是列表、元组和字典等，若x中包含多个数据项，则可以用逗号分隔这些数据项。例如：

通过update（）方法添加元素的示例运行结果如图1.74所示。

由于集合中的数据都是基本数据类型，如数字、布尔及字符串等，所以在向集合中添加列表、集合等时，Python 解释器会将其中的数据项提取出来，在进行去重处理后合并到集合phone_set中。

2）删除元素

通过remove（）方法可以删除集合中的元素，用法如下：

其中，s为需删除元素的集合；x为要删除的元素。使用remove（）方法虽然可以将元素x从集合s中删除，但如果待删除的元素不在集合中，则会引发异常。例如：

通过remove（）方法删除元素的示例运行结果如图1.75所示。

从图1.75所示的运行结果来看，两句“print（phone_set）”均被正常运行，表示若集合中存在被删除的元素，通过 remove（）方法可以删除这些元素；最后一句在删除不存在的元素时引发了异常。在通过 remove（）方法删除集合中的元素前必须确定待删除的元素是存在的，这可以通过in语句进行判定，如“if“XiaoMi”in phone_set：phone_set.remove（“XiaoMi”）”。

如果不希望在删除元素的过程中产生异常，则可以通过discard（）方法来删除集合中的元素。使用 discard（）方法时，即使待删除的元素不存在也不会引发异常。discard（）方法的用法如下：

其中，s为需要删除元素的集合；x为待删除的元素。例如：

通过discard（）方法删除元素的示例运行结果如图1.76所示。

此外，通过读取-删除的方式也可以将元素从集合中删除，读取-删除的方式与“数据结构”课程中的链表操作类似，用法如下：

其中，s为需要删除元素的集合，pop（）方法会将s中的第1个元素弹出。例如：

通过pop（）方法删除元素的示例运行结果如图1.77所示。

由图1.77所示的结果可以看出，当定义一个集合时，集合中的元素是乱序排序的。也就是说，通过set（）方法或者“{}”定义集合时，集合中的元素排序是随机的，如上面示例中的phone_set的第1个元素是“HuaWei”，Python解释器在生成变量phone_set时对其中的元素进行了乱序排序，第1个元素变成了“OPPO”，所以通过pop（）方法删除了集合中的第1个元素“OPPO”。

3）计算集合元素的个数

通过len（）方法可计算集合元素的个数，用法如下：

其中，s为需要计算元素个数的集合。例如：

通过len（）方法计算集合元素个数的示例运行结果如图1.78所示。

4）清空集合

通过clear（）方法可清空集合中的元素，用法如下：

其中，s为需要清空元素的集合。例如：

通过clear（）方法清空集合元素的示例运行结果如图1.79所示。

通过 clear（）方法清空集合中的元素后，集合会变为空集。如果此时输出集合的内容，则显示的结果是“set（）”。

5）判断元素是否在集合中

通过成员运算符in可判断元素是否在集合中，用法如下：

其中，s为目标集合；x为任意元素；in为成员运算符。在Python 语言中，成员运算符用于判断指定序列中是否包含某个值，如果包含则返回True，否则返回False。例如：

通过成员运算符in判断元素是否在集合中的示例运行结果如图1.80所示。

在上面的示例中，“my_phone in phone_set”是一个判断运算，判断结果是True或False。

集合内置的方法如表1.4所示。