Python集合类型全解析（从入门到精通：掌握set与frozenset的使用技巧）

创建集合（set）

你可以通过花括号{}或set()函数来创建一个集合：

# 使用花括号创建集合（注意：空花括号 {} 创建的是字典，不是集合！）my_set = {1, 2, 3, 4}print(my_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4}# 使用 set() 函数创建集合another_set = set([1, 2, 2, 3, 4])print(another_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4}（自动去重）# 创建空集合必须使用 set()empty_set = set()print(type(empty_set))  # <class 'set'>

集合的基本操作

集合支持多种常用操作，下面是一些核心方法：

• 添加元素：add()
• 删除元素：remove()、discard()、pop()
• 清空集合：clear()
• 判断子集/超集：issubset()、issuperset()

s = {1, 2, 3}s.add(4)print(s)  # {1, 2, 3, 4}s.remove(2)  # 删除元素2print(s)  # {1, 3, 4}s.discard(5)  # 删除不存在的元素不会报错print(s)  # {1, 3, 4}print(len(s))  # 3print(3 in s)  # True

集合的数学运算

集合天然支持数学中的集合运算，这是它的一大优势：

a = {1, 2, 3, 4}b = {3, 4, 5, 6}# 并集union_set = a | b  # 或 a.union(b)print(union_set)  # {1, 2, 3, 4, 5, 6}# 交集intersection_set = a & b  # 或 a.intersection(b)print(intersection_set)  # {3, 4}# 差集（a中有但b中没有）diff_set = a - b  # 或 a.difference(b)print(diff_set)  # {1, 2}# 对称差集（只在一个集合中出现的元素）sym_diff = a ^ b  # 或 a.symmetric_difference(b)print(sym_diff)  # {1, 2, 5, 6}

不可变集合：frozenset

除了可变的set，Python还提供了frozenset——一种不可变的集合类型。它的特点是创建后不能修改，因此可以作为字典的键或另一个集合的元素。

# 创建 frozensetfs = frozenset([1, 2, 3, 4])print(fs)  # frozenset({1, 2, 3, 4})# 尝试添加元素会报错# fs.add(5)  # AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'# 但可以参与集合运算another_fs = frozenset([3, 4, 5])print(fs & another_fs)  # frozenset({3, 4})# 可以作为字典的键d = {fs: "immutable set"}print(d)  # {frozenset({1, 2, 3, 4}): 'immutable set'}

何时使用集合？

集合在以下场景特别有用：

• 需要快速判断元素是否存在（集合的查找时间复杂度为 O(1)）
• 对列表进行去重
• 执行数学集合运算（如求共同好友、差异分析等）
• 当需要一个不可变且可哈希的容器时，使用 frozenset

总结

通过本教程，你已经掌握了Python集合类型的核心知识，包括set和frozenset的创建、操作和应用场景。合理使用集合能让你的代码更高效、简洁。

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