1. 集合基础

• 定义：用花括号 {} 或 set() 创建，元素无序且唯一（自动去重）。

• s1 = {1, 2, 3}          # 直接定义
  s2 = set([1, 2, 2, 3])  # 从列表转换 → {1, 2, 3}
  empty_set = set()        # 空集合（不能使用 {}，它是空字典）

2. 集合操作

(1) 增删元素

(2) 集合运算

(3) 常用方法

3. 集合特性

(1) 唯一性

• 自动去除重复元素：

• s = {1, 2, 2, 3}  # 实际存储 {1, 2, 3}

(2) 无序性

• 元素无固定顺序，不支持索引访问：

• s = {3, 1, 2}
  # print(s[0]) → 报错：TypeError

(3) 可哈希性

• 集合本身不可哈希（不能作为字典键），但 frozenset 可以：

• frozen = frozenset({1, 2, 3})
  d = {frozen: "value"}  # 合法

4. 集合推导式

• 类似列表推导式，生成新集合：

• s = {x**2 for x in [1, 2, 3]}  # {1, 4, 9}

5. 应用场景

• 快速去重

• unique_list = list(set([1, 2, 2, 3]))  # [1, 2, 3]（顺序可能丢失）

• 高效成员检查

• if user_id in allowed_ids_set:  # 比列表更快
      grant_access()

• 数据关系运算

• subscribers = {"Alice", "Bob"}
  premium_users = {"Bob", "Charlie"}
  common_users = subscribers & premium_users  # {"Bob"}

6. 注意事项

1. 元素类型限制

   • 集合元素必须是可哈希类型（如数字、字符串、元组），不可包含列表、字典等不可哈希对象。

2. 性能优势

   • 集合的成员检查（in 操作）时间复杂度为 O(1)，远快于列表的 O(n)。

3. 不可变集合

   • 使用 frozenset 创建不可变集合，适用于需要哈希性的场景：

   • fs = frozenset({1, 2, 3})

示例代码

# 创建与去重
numbers = {2, 4, 2, 6, 4}  # {2, 4, 6}

# 集合运算
A = {1, 2, 3}
B = {3, 4, 5}
print(A | B)   # {1, 2, 3, 4, 5}（并集）
print(A & B)   # {3}（交集）
print(A - B)   # {1, 2}（差集）

# 成员检查
if 3 in A:
    print("3 在集合中")  # 输出

# 集合推导式
even_squares = {x**2 for x in range(10) if x % 2 == 0}  # {0, 4, 16, 36, 64}

总结

• 核心特性：无序、唯一、高效成员检查。

• 适用场景：去重、集合关系运算、快速查找。

• 扩展类型：frozenset 用于不可变需求。

掌握集合操作可显著提升 Python 数据处理效率！