پیشخدمت پذیرایی

یک مجموعه، مجموعه‌ای تغییرپذیر و نامرتب از اشیای هش‌پذیر است. اعضای مجموعه باید متمایز باشند. عناصر تکراری مجاز نیستند. می‌توانند چندین نوع داده‌ی متفاوت و حتی ساختارهای تودرتو مانند یک tuple از tuples را در خود نگه دارند، به شرطی که بتوان همه‌ی عناصر را هش کرد. مجموعه‌ها نسخه‌ی تغییرناپذیر frozensets هم دارند.

مجموعه‌ها بیشتر برای حذف سریع تکراری‌ها از سایر ساختارهای داده یا از گروه‌هایی از عناصر به کار می‌روند. از آن‌ها همچنین برای مقایسه‌های کارآمد استفاده می‌شود، زمانی که ترتیب‌دهی و ردیابی تکراری‌ها لازم نیست.

sets هم مانند سایر انواع مجموعه‌ای (دیکشنری‌ها، لیست‌ها، تاپل‌ها) از این موارد پشتیبانی می‌کنند:

• تکرار با for item in <set>
• بررسی عضویت با in و not in
• محاسبه‌ی طول با len()
• کپی سطحی با copy()

sets از این موارد پشتیبانی نمی‌کنند:

• نمایه‌سازی به هر شکلی
• ترتیب‌دهی از طریق مرتب‌سازی یا درج
• برش
• الحاق با +

بررسی عضویت در یک set به‌طور میانگین پیچیدگی زمانی ثابت دارد، در حالی که پیچیدگی زمانی بررسی عضویت در یک list یا string با افزایش طول داده بیشتر می‌شود. متدهایی مانند <set>.union()، <set>.intersection() یا <set>.difference() هم به‌طور میانگین پیچیدگی زمانی ثابت دارند.

لیترال مجموعه

یک set را می‌توان مستقیماً به‌صورت یک لیترال مجموعه، با آکولادهای {} و کاما میان عناصر نوشت. تکراری‌ها بی‌صدا حذف می‌شوند:

>>> 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!'}

لیترال‌های مجموعه از همان آکولادهای لیترال dict استفاده می‌کنند، یعنی برای ساختن یک set خالی باید از set() استفاده کنید.

سازنده‌ی مجموعه

set() (سازنده‌ی کلاس set) را می‌توان با هر iterableای که به‌عنوان آرگومان داده می‌شود به کار برد. عناصر iterable یکی‌یکی پیمایش و به set اضافه می‌شوند. ترتیب عناصر حفظ نمی‌شود و تکراری‌ها بی‌صدا حذف می‌شوند:

# 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}

نکات ظریف هنگام ساختن مجموعه

به دلیل رفتار «بازگشایی» آن، ممکن است استفاده از set() با یک رشته غافلگیرکننده باشد:

# 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', 'ा', '्'}

مجموعه‌ها می‌توانند انواع داده‌های مختلف و انواع داده‌ی تودرتو را در خود نگه دارند، اما همه‌ی عناصر set باید هش‌پذیر باشند:

# 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'

کار با مجموعه‌ها

مجموعه‌ها متدهایی دارند که عموماً از عملیات مجموعه‌ای ریاضی تقلید می‌کنند. بیشتر این متدها (نه همه) معادل عملگر دارند. متدها عموماً هر iterableای را به‌عنوان آرگومان می‌پذیرند، در حالی که عملگرها لازم دارند که هر دو طرف عملیات sets یا frozensets باشند.

مجموعه‌های مجزا

از متد <set>.isdisjoint(<other_collection>) برای آزمودن اینکه آیا عناصر یک set با عناصر set دیگری هم‌پوشانی دارند استفاده می‌شود. این متد هر iterable یا setای را به‌عنوان آرگومان می‌پذیرد. اگر دو مجموعه هیچ عنصر مشترکی نداشته باشند True و اگر عناصری مشترک داشته باشند False برمی‌گرداند. معادل عملگری ندارد:

# 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

زیرمجموعه‌ها و ابرمجموعه‌ها

از <set>.issubset(<other_collection>) برای بررسی اینکه آیا هر عنصر <set> در <other_collection> هم هست استفاده می‌شود. شکل عملگری آن <set> <= <other_set> است:

# 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

<set>.issuperset(<other_collection>) معکوس .issubset() است. از آن برای بررسی اینکه آیا هر عنصر <other_collection> در <set> هم هست استفاده می‌شود. شکل عملگری آن <set> >= <other_set> است:

# 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

اشتراک مجموعه‌ها

<set>.intersection(*<other iterables>) یک set جدید برمی‌گرداند که عناصر مشترک میان set اصلی و همه‌ی <others> را دارد (به عبارت دیگر، setی که در آن همه‌چیز اشتراک دارد). نسخه‌ی عملگری این متد <set> & <other set> & <other set 2> & ... <other set n> است:

>>> 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'}

اجتماع مجموعه‌ها

<set>.union(*<other iterables>) یک set جدید برمی‌گرداند که شامل عناصر <set> و همه‌ی <other iterables> است. شکل عملگری این متد <set> | <other set 1> | <other set 2> | ... | <other set n> است:

>>> 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'}

تفاضل مجموعه‌ها

<set>.difference(*<other iterables>) یک set جدید برمی‌گرداند که شامل عناصری از set اصلی است که در <others> نیستند. نسخه‌ی عملگری این متد <set> - <other set 1> - <other set 2> - ...<other set n> است.

>>> 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'}

<set>.symmetric_difference(<other iterable>) یک set جدید برمی‌گرداند که عناصری را در بر می‌گیرد که در <set> یا <other> هستند، اما نه در هر دو. نسخه‌ی عملگری این متد <set> ^ <other set> است:

>>> 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)
{'🥭', '🌴', '🌵', '🍈', '🌲', '🥑'}

>>> 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'}