Ένα σύνολο είναι μια μεταβλητή και μη διατεταγμένη συλλογή από κατακερματίσιμα αντικείμενα.
Τα μέλη ενός συνόλου πρέπει να είναι διακριτά, δηλαδή δεν επιτρέπονται διπλότυπα στοιχεία.
Μπορούν να περιέχουν πολλαπλούς διαφορετικούς τύπους δεδομένων ακόμα και εμφωλευμένες δομές, όπως μια tuple από tuples, αρκεί όλα τα στοιχεία να μπορούν να κατακερματιστούν.
Τα σύνολα διατίθενται και σε αμετάβλητη εκδοχή, τα frozensets.
Τα σύνολα χρησιμοποιούνται πιο συχνά για να αφαιρείς γρήγορα τα διπλότυπα από άλλες δομές δεδομένων ή ομαδοποιήσεις στοιχείων.
Χρησιμοποιούνται επίσης για αποδοτικές συγκρίσεις, όταν δεν χρειάζεται η σειρά ούτε η παρακολούθηση διπλοτύπων.
Όπως και οι άλλοι τύποι συλλογών (λεξικά, λίστες, πλειάδες), τα sets υποστηρίζουν:
- Επανάληψη μέσω
for item in <set>
- Έλεγχο συμμετοχής μέσω
in και not in,
- Υπολογισμό μήκους μέσω
len(), και
- Ρηχά αντίγραφα μέσω
copy()
Τα sets δεν υποστηρίζουν:
- Πρόσβαση με θέση οποιουδήποτε είδους
- Διάταξη μέσω ταξινόμησης ή εισαγωγής
- Τεμαχισμό
- Συνένωση μέσω
+
Ο έλεγχος συμμετοχής σε ένα set έχει σταθερή χρονική πολυπλοκότητα (κατά μέσο όρο) έναντι του ελέγχου συμμετοχής σε μια list ή ένα string, όπου η χρονική πολυπλοκότητα αυξάνεται όσο μεγαλώνει το μήκος των δεδομένων.
Μέθοδοι όπως οι <set>.union(), <set>.intersection() ή <set>.difference() έχουν επίσης σταθερή χρονική πολυπλοκότητα (κατά μέσο όρο).
Κυριολεκτικά συνόλων
Ένα set μπορεί να γραφτεί απευθείας ως κυριολεκτικό συνόλου με άγκιστρα {} και κόμμα ανάμεσα στα στοιχεία.
Τα διπλότυπα παραλείπονται σιωπηρά:
>>> one_element = {'➕'}
{'➕'}
>>> multiple_elements = {'➕', '🔻', '🔹', '🔆'}
{'➕', '🔻', '🔹', '🔆'}
>>> multiple_duplicates = {'Hello!', 'Hello!', 'Hello!',
'¡Hola!','Привіт!', 'こんにちは！',
'¡Hola!','Привіт!', 'こんにちは！'}
{'こんにちは！', '¡Hola!', 'Hello!', 'Привіт!'}
Τα κυριολεκτικά συνόλου χρησιμοποιούν τα ίδια άγκιστρα με τα κυριολεκτικά dict, που σημαίνει ότι χρειάζεται να χρησιμοποιήσεις τη set() για να δημιουργήσεις ένα κενό set.
Ο κατασκευαστής συνόλου
Η set() (ο κατασκευαστής της κλάσης set) μπορεί να χρησιμοποιηθεί με οποιοδήποτε iterable που περνάς ως όρισμα.
Τα στοιχεία του iterable διατρέχονται ένα ένα και προστίθενται μεμονωμένα στο set.
Η σειρά των στοιχείων δεν διατηρείται και τα διπλότυπα παραλείπονται σιωπηρά:
# To create an empty set, the constructor must be used.
>>> no_elements = set()
set()
# The tuple is unpacked & each element is added.
# Duplicates are removed.
>>> elements_from_tuple = set(("Parrot", "Bird",
334782, "Bird", "Parrot"))
{334782, 'Bird', 'Parrot'}
# The list is unpacked & each element is added.
# Duplicates are removed.
>>> elements_from_list = set([2, 3, 2, 3, 3, 3, 5,
7, 11, 7, 11, 13, 13])
{2, 3, 5, 7, 11, 13}
Παγίδες κατά τη δημιουργία συνόλων
Εξαιτίας της συμπεριφοράς "αποσυσκευασίας" που έχει, η χρήση της set() με μια συμβολοσειρά μπορεί να σε εκπλήξει:
# String elements (Unicode code points) are
# iterated through and added *individually*.
>>> elements_string = set("Timbuktu")
{'T', 'b', 'i', 'k', 'm', 't', 'u'}
# Unicode separators and positioning code points
# are also added *individually*.
>>> multiple_code_points_string = set('अभ्यास')
{'अ', 'भ', 'य', 'स', 'ा', '्'}
Τα σύνολα μπορούν να περιέχουν διαφορετικούς τύπους δεδομένων και εμφωλευμένους τύπους δεδομένων, αλλά όλα τα στοιχεία ενός set πρέπει να είναι κατακερματίσιμα:
# Attempting to use a list for a set member throws a TypeError
>>> lists_as_elements = {['🌈','💦'],
['☁️','⭐️','🌍'],
['⛵️', '🚲', '🚀']}
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'list'
# Standard sets are mutable, so they cannot be hashed.
>>> sets_as_elements = {{'🌈','💦'},
{'☁️','⭐️','🌍'},
{'⛵️', '🚲', '🚀'}}
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unhashable type: 'set'
Εργασία με σύνολα
Τα σύνολα έχουν μεθόδους που γενικά μιμούνται τις μαθηματικές πράξεις συνόλων.
Οι περισσότερες (όχι όλες) από αυτές τις μεθόδους έχουν ισοδύναμο τελεστή.
Οι μέθοδοι γενικά δέχονται οποιοδήποτε iterable ως όρισμα, ενώ οι τελεστές απαιτούν και οι δύο πλευρές της πράξης να είναι sets ή frozensets.
Ξένα σύνολα
Η μέθοδος <set>.isdisjoint(<other_collection>) χρησιμοποιείται για να ελέγξεις αν τα στοιχεία ενός set έχουν κάποια επικάλυψη με τα στοιχεία ενός άλλου set.
Η μέθοδος δέχεται οποιοδήποτε iterable ή set ως όρισμα.
Επιστρέφει True αν τα δύο σύνολα δεν έχουν κοινά στοιχεία, False αν μοιράζονται στοιχεία.
Δεν υπάρχει ισοδύναμος τελεστής:
# Both mammals and additional_animals are lists.
>>> mammals = ['squirrel','dog','cat','cow', 'tiger', 'elephant']
>>> additional_animals = ['pangolin', 'panda', 'parrot',
'lemur', 'tiger', 'pangolin']
# Animals is a dict.
>>> animals = {'chicken': 'white',
'sparrow': 'grey',
'eagle': 'brown and white',
'albatross': 'grey and white',
'crow': 'black',
'elephant': 'grey',
'dog': 'rust',
'cow': 'black and white',
'tiger': 'orange and black',
'cat': 'grey',
'squirrel': 'black'}
# Birds is a set.
>>> birds = {'crow','sparrow','eagle','chicken', 'albatross'}
# Mammals and birds don't share any elements.
>>> birds.isdisjoint(mammals)
True
# There are also no shared elements between
# additional_animals and birds.
>>> birds.isdisjoint(additional_animals)
True
# Animals and mammals have shared elements.
# **Note** The first object needs to be a set or converted to a set
# since .isdisjoint() is a set method.
>>> set(animals).isdisjoint(mammals)
False
Υποσύνολα και υπερσύνολα
Η <set>.issubset(<other_collection>) χρησιμοποιείται για να ελέγξεις αν κάθε στοιχείο του <set> βρίσκεται και στο <other_collection>.
Η μορφή με τελεστή είναι <set> <= <other_set>:
# Both mammals and additional_animals are lists.
>>> mammals = ['squirrel','dog','cat','cow', 'tiger', 'elephant']
>>> additional_animals = ['pangolin', 'panda', 'parrot',
'lemur', 'tiger', 'pangolin']
# Animals is a dict.
>>> animals = {'chicken': 'white',
'sparrow': 'grey',
'eagle': 'brown and white',
'albatross': 'grey and white',
'crow': 'black',
'elephant': 'grey',
'dog': 'rust',
'cow': 'black and white',
'tiger': 'orange and black',
'cat': 'grey',
'squirrel': 'black'}
# Birds is a set.
>>> birds = {'crow','sparrow','eagle','chicken', 'albatross'}
# Set methods will take any iterable as an argument.
# All members of birds are also members of animals.
>>> birds.issubset(animals)
True
# All members of mammals also appear in animals.
# **Note** The first object needs to be a set or converted to a set
# since .issubset() is a set method.
>>> set(mammals).issubset(animals)
True
# Both objects need to be sets to use a set operator
>>> birds <= set(mammals)
False
# A set is always a loose subset of itself.
>>> set(additional_animals) <= set(additional_animals)
True
Η <set>.issuperset(<other_collection>) είναι το αντίστροφο της .issubset().
Χρησιμοποιείται για να ελέγξεις αν κάθε στοιχείο του <other_collection> βρίσκεται και στο <set>.
Η μορφή με τελεστή είναι <set> >= <other_set>:
# All members of mammals also appear in animals.
# **Note** The first object needs to be a set or converted to a set
# since .issuperset() is a set method.
>>> set(animals).issuperset(mammals)
True
# All members of animals do not show up as members of birds.
>>> birds.issuperset(animals)
False
# Both objects need to be sets to use a set operator
>>> birds >= set(mammals)
False
# A set is always a loose superset of itself.
>>> set(animals) >= set(animals)
True
Τομές συνόλων
Η <set>.intersection(*<other iterables>) επιστρέφει ένα νέο set με τα στοιχεία που είναι κοινά στο αρχικό set και σε όλα τα <others> (με άλλα λόγια, το set όπου όλα τέμνονται).
Η μορφή αυτής της μεθόδου με τελεστή είναι <set> & <other set> & <other set 2> & ... <other set n>:
>>> perennials = {'Annatto','Asafetida','Asparagus','Azalea',
'Winter Savory', 'Broccoli','Curry Leaf','Fennel',
'Kaffir Lime','Kale','Lavender','Mint','Oranges',
'Oregano', 'Tarragon', 'Wild Bergamot'}
>>> annuals = {'Corn', 'Zucchini', 'Sweet Peas', 'Marjoram',
'Summer Squash', 'Okra','Shallots', 'Basil',
'Cilantro', 'Cumin', 'Sunflower', 'Chervil',
'Summer Savory'}
>>> herbs = ['Annatto','Asafetida','Basil','Chervil','Cilantro',
'Curry Leaf','Fennel','Kaffir Lime','Lavender',
'Marjoram','Mint','Oregano','Summer Savory',
'Tarragon','Wild Bergamot','Wild Celery',
'Winter Savory']
# Methods will take any iterable as an argument.
>>> perennial_herbs = perennials.intersection(herbs)
{'Annatto', 'Asafetida', 'Curry Leaf', 'Fennel', 'Kaffir Lime',
'Lavender', 'Mint', 'Oregano', 'Wild Bergamot','Winter Savory'}
# Operators require both groups be sets.
>>> annuals & set(herbs)
{'Basil', 'Chervil', 'Marjoram', 'Cilantro'}
Ενώσεις συνόλων
Η <set>.union(*<other iterables>) επιστρέφει ένα νέο set με στοιχεία από το <set> και από όλα τα <other iterables>.
Η μορφή αυτής της μεθόδου με τελεστή είναι <set> | <other set 1> | <other set 2> | ... | <other set n>:
>>> perennials = {'Asparagus', 'Broccoli', 'Sweet Potato', 'Kale'}
>>> annuals = {'Corn', 'Zucchini', 'Sweet Peas', 'Summer Squash'}
>>> more_perennials = ['Radicchio', 'Rhubarb',
'Spinach', 'Watercress']
# Methods will take any iterable as an argument.
>>> perennials.union(more_perennials)
{'Asparagus','Broccoli','Kale','Radicchio','Rhubarb',
'Spinach','Sweet Potato','Watercress'}
# Operators require sets.
>>> set(more_perennials) | perennials
{'Asparagus',
'Broccoli',
'Kale',
'Radicchio',
'Rhubarb',
'Spinach',
'Sweet Potato',
'Watercress'}
Διαφορές συνόλων
Η <set>.difference(*<other iterables>) επιστρέφει ένα νέο set με στοιχεία του αρχικού <set> που δεν βρίσκονται στα <others>.
Η μορφή αυτής της μεθόδου με τελεστή είναι <set> - <other set 1> - <other set 2> - ...<other set n>.
>>> berries_and_veggies = {'Asparagus',
'Broccoli',
'Watercress',
'Goji Berries',
'Goose Berries',
'Ramps',
'Walking Onions',
'Blackberries',
'Strawberries',
'Rhubarb',
'Kale',
'Artichokes',
'Currants'}
>>> veggies = ('Asparagus', 'Broccoli', 'Watercress', 'Ramps',
'Walking Onions', 'Rhubarb', 'Kale', 'Artichokes')
# Methods will take any iterable as an argument.
>>> berries = berries_and_veggies.difference(veggies)
{'Blackberries','Currants','Goji Berries',
'Goose Berries', 'Strawberries'}
# Operators require sets.
>>> berries_and_veggies - berries
{'Artichokes','Asparagus','Broccoli','Kale',
'Ramps','Rhubarb','Walking Onions','Watercress'}
Η <set>.symmetric_difference(<other iterable>) επιστρέφει ένα νέο set που περιέχει τα στοιχεία που βρίσκονται στο <set> Ή στο <other>, αλλά όχι και στα δύο.
Η μορφή αυτής της μεθόδου με τελεστή είναι <set> ^ <other set>:
>>> plants_1 = {'🌲','🍈','🌵', '🥑','🌴', '🥭'}
>>> plants_2 = ('🌸','🌴', '🌺', '🌲', '🌻', '🌵')
# Methods will take any iterable as an argument.
>>> fruit_and_flowers = plants_1.symmetric_difference(plants_2)
>>> fruit_and_flowers
{'🌸', '🌺', '🍈', '🥑', '🥭','🌻' }
# Operators require both groups be sets.
>>> fruit_and_flowers ^ plants_1
{'🌲', '🌸', '🌴', '🌵','🌺', '🌻'}
>>> fruit_and_flowers ^ set(plants_2)
{'🥭', '🌴', '🌵', '🍈', '🌲', '🥑'}
Η συμμετρική διαφορά περισσότερων από δύο συνόλων θα δώσει ένα set που περιλαμβάνει και τα στοιχεία που είναι μοναδικά σε κάθε set ΚΑΙ τα στοιχεία που μοιράζονται περισσότερα από δύο σύνολα της σειράς (λεπτομέρειες στο άρθρο της Wikipedia για τη συμμετρική διαφορά).
Για να πάρεις μόνο τα στοιχεία που είναι μοναδικά σε κάθε set της σειράς, πρέπει να συγκεντρώσεις σε ένα ξεχωριστό βήμα τις τομές όλων των συνδυασμών ανά δύο συνόλων και μετά να τις αφαιρέσεις:
>>> one = {'black pepper','breadcrumbs','celeriac','chickpea flour',
'flour','lemon','parsley','salt','soy sauce',
'sunflower oil','water'}
>>> two = {'black pepper','cornstarch','garlic','ginger',
'lemon juice','lemon zest','salt','soy sauce','sugar',
'tofu','vegetable oil','vegetable stock','water'}
>>> three = {'black pepper','garlic','lemon juice','mixed herbs',
'nutritional yeast', 'olive oil','salt','silken tofu',
'smoked tofu','soy sauce','spaghetti','turmeric'}
>>> four = {'barley malt','bell pepper','cashews','flour',
'fresh basil','garlic','garlic powder', 'honey',
'mushrooms','nutritional yeast','olive oil','oregano',
'red onion', 'red pepper flakes','rosemary','salt',
'sugar','tomatoes','water','yeast'}
>>> intersections = (one & two | one & three | one & four |
two & three | two & four | three & four)
...
{'black pepper','flour','garlic','lemon juice','nutritional yeast',
'olive oil','salt','soy sauce', 'sugar','water'}
# The ^ operation will include some of the items in intersections,
# which means it is not a "clean" symmetric difference - there
# are overlapping members.
>>> (one ^ two ^ three ^ four) & intersections
{'black pepper', 'garlic', 'soy sauce', 'water'}
# Overlapping members need to be removed in a separate step
# when there are more than two sets that need symmetric difference.
>>> (one ^ two ^ three ^ four) - intersections
...
{'barley malt','bell pepper','breadcrumbs', 'cashews','celeriac',
'chickpea flour','cornstarch','fresh basil', 'garlic powder',
'ginger','honey','lemon','lemon zest','mixed herbs','mushrooms',
'oregano','parsley','red onion','red pepper flakes','rosemary',
'silken tofu','smoked tofu','spaghetti','sunflower oil', 'tofu',
'tomatoes','turmeric','vegetable oil','vegetable stock','yeast'}
Άσκηση εκμάθησης
