Python for Beginners (11)｜集合 (Set) 資料型態介紹與使用

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集合 (Set) 用於將多個元素儲存在單一變數中。同時集合 (Set) 也是 Python 中用來儲存資料的 4 種內建資料型態之一，其他 3 種則分別是串列 (List)、元組 (Tuple) 和字典 (Dictionary)，它們都各自具有不同的特性及用途。了解 Python 元組 (Tuple) 的基本概念及使用方式，對於活用 Python 程式設計是非常重要的。

1. 集合 (Set)

Python 中的集合則具有下面特性：

• 集合是無順序性的項目集合。
• 每個元素都是唯一的(沒有重複)，必須是不可變的(不能更改)。
• 集合本身是可變動的，所以我們可以增加或刪除集合中的項目。
• 集合可用來執行數學集合的操作，如交集、聯集及差集等。

2. 建立集合(Set)

• 通過將所有項（元素）放在花括號{}內，用逗號分隔或使用內置函數set（）來創建集合。
• 它可以有任意數量的項目，它們可以是不同的類型（整數，浮點數，元組，字符串等）。 但是一個集合不能將可變元素（如list，set或dictionary）作為其元素。

範例 1：建立空集合 (empty set)

範例 2：建立整數型態項目集合 (set)

範例 3：建立混合資料型態項目之集合 (set)

範例 4：集合(set) 元素不會重複

範例 5：集合(set)內元素是不可變動的(不能更改)

集合內元素是不可變動的(不能更改)，集合本身則是可變動的。[3, 4]是可變動的串列，所以不能當作集合元素。

範例 6：將串列 (List) 轉換為集合 (Set)

利用 set() 函式，將串列 (list) 型態轉換為集合 (set) 型態。

3. 更改元素

3.1 加入元素

範例 7：集合(Set)無索引

集合 (Set) 無索引，所以會出現下面錯誤。

範例 8：add()：加入一個元素

範例 9：update()：加入多個元素

3.2 捨棄或移除元素

範例 10：discard()：捨棄一個元素

範例 11：remove()：移除一個元素

範例 12：discard() 跟 remove() 差異

discard() 跟 remove() 唯一差別是，如果項目中不存在欲移除項目，使用 discard() 時，它將保持不變；但使用 remove() 會出現錯誤。

3.3 移出或清除元素

範例 13：pop()：移出元素

範例 14：clear()：清除元素

4. 其他集合 (Set) 運算

4.1  集合(Set)成員檢查

範例 15：檢查成員是否在集合當中

4.2 集合(Set)迭代

範例 16：使用 for 迴圈迭代集合 (Set) 中的項目

我們可以使用 for 迴圈來迭代集合 (Set) 中的每個元素。有關 for 迴圈的詳細用法，我們會在後面文章中介紹。

4.3 集合(Set)內建函式

範例 17：len()：取得集合長度

範例 18：max()：傳回集合中元素最大值

範例 19：min()：傳回集合中元素最小值

範例 20：sum()：傳回集合中所有元素總和

5. 集合 (Set) 數學運算

讀者也可以從數學角度來看集合 (Set)，首先我們來看看數學對集合的相關定義如下：

• 集合是由滿足某些條件的物件組合，通常用大括號將這些物件寫在一起，這些物件稱為元素。若集合 A 表示 1 到 5 的正整數 => A = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 }
• 不包含任何元素的集合稱為空集合{ }，以符號∅表示。
• 若集合 A 中的每個元素都在集合 B 中，我們稱集合 A 為集合 B 的子集，以符號 A ⊂ B （讀 作「A 包含於 B」）表示。
• 範例：A = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 } , B = { 1 , 3 , 5 , 7 , 9 }
  1. A 與 B 的交集： A ∩ B = { 1 , 3 , 5 }
  2. A 與 B 的聯集： A ∪ B = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 7 , 9 }
  3. A 與 B 的差集： A − B = A − A ∩ B = { 2 , 4 }

5.1 交集 (使用 & 運算子或 intersection() )

使用 & 運算子或 intersection() 來做交集

範例 21：集合的交集運算

5.2 聯集 (使用 | 運算子或 union() )

使用 | 運算子或 union() 來做聯集。

範例 22：集合的聯集運算

5.3 差集 (使用 – 運算子或 difference() )

使用 – 運算子或 difference() 來做差集。

範例 23：集合的差集運算

經由本篇文章介紹後，初學者對 Python 資料型態中非常重要的集合 (Set) 型態應該有了基本認識，後續會持續分享 Python 相關學習文章給有興趣的初學者。

6. Python 練習

學習環境：Google Colab (學習請按我)

練習範例：有 (本文提供)

Quiz：有 (測驗請按我)

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