пересечение и сортировка — Методы и операции над множествами
Множеством в языке программирования Python называется неупорядоченная совокупность уникальных значений. В качестве элементов этого набора данных могут выступать любые неизменяемые объекты, такие как числа, символы, строки. В отличие от массивов и списков, порядок следования значений не учитывается при обработке его содержимого. Над одним, а также несколькими множествами можно выполнять ряд операций, благодаря функциям стандартной библиотеки языка программирования Python.
Создание
Перед тем как начать работу с множеством, необходимо для начала его создать. Сделать это можно, просто присвоив переменной последовательность значений, выделив их фигурными скобками. Следующий пример показывает код, в котором создается множество целых чисел под названием a, после функция print выводит на экран его содержимое.
a = {1, 2, 0, 1, 3, 2}
print(a)
{0, 1, 2, 3}Как можно заметить, все элементы полученной последовательности являются уникальными, без повторений.
Существует и другой способ создания множеств, который подразумевает использование метода set. Аргументом этой функции может быть набор неких данных или даже строка с текстом, как это показано в следующем примере.
a = set('data')
print(a)
{'d', 'a', 't'}В результате выполнения этого кода, программа заполняет новое множество уникальными символами из входной строки. Содержимое набора также выводится на экран.
Использование
- Проверка, есть ли данное значение в множестве. Для этого используется in.
a = {0, 1, 2, 3} print(2 in a) True - Наоборот, проверка отсутствия. Используется not in.
a = {0, 1, 2, 3} print(2 not in a) False - Перебор всех элементов.
for a in {0, 1, 2}: print(a) 0 1 2
Генератор
Для создания множества можно в Python воспользоваться генератором, позволяющих заполнять списки, а также другие наборы данных с учетом неких условий.
Заполнение проводится аналогично генерации списков, рассмотренной в отдельной статье.
Следующий код демонстрирует генерацию множества a с циклом for для нескольких чисел.
a = {i for i in [1, 2, 0, 1, 3, 2]}
print(a)
{0, 1, 2, 3}Как и прежде, метод print показывает содержимое полученного набора значений, где нет повторений, поскольку одинаковые числа автоматически удаляются.
Изменение множеств
Для управления содержимым множеств в языке Python присутствуют специальные методы, дающие возможность добавлять и удалять отдельные элементы.
Получение размера
Узнать точное количество элементов, входящих в состав множества, поможет метод len, принимающий в качестве аргумента набор данных. Функция print выводит результат.
a = {0, 1, 2, 3}
print(len(a))
4Добавление элемента
Чтобы внести новые значения, потребуется вызывать метод add. Аргументом в данном случае будет добавляемый элемент последовательности.
a = {0, 1, 2, 3}
a.add(4)
print(a)
{0, 1, 2, 3, 4}Удаление элемента
Для удаления элементов из множества используются следующие функции в Python (кроме очистки, которая будет рассмотрена ниже):
- remove — удаление элемента с генерацией исключения в случае, если такого элемента нет;
- discard — удаление элемента без генерации исключения, если элемент отсутствует;
- pop — удаление первого элемента, генерируется исключение при попытке удаления из пустого множества.
Избавиться от лишних значений в наборе данных с помощью remove. В качестве входного параметра здесь выступает элемент, который нужно удалить (в примере удалим число со значением 3).
a = {0, 1, 2, 3}
a.remove(3)
print(a)
{0, 1, 2}По поводу функции pop хотелось бы отметить, что так как множества не упорядочены, то удалится случайный элемент, который будет находиться в памяти первым.
Но если они в памяти хранятся в отсортированном виде, что не факт, то скорее всего будет удален элемент с наименьшим значением. Но на это не стоит рассчитывать.
Полная очистка
Иногда необходимо полностью убрать все элементы. Чтобы не удалять каждый элемент отдельно, используется метод clear, не принимающий аргументов. Если вывести содержимое после этой операции, на экране появится только его название.
a = {0, 1, 2, 3}
a.clear()
print(a)
set()В результате получили пустое множество.
Сортировка
Порядок следования элементов не учитывается. Поэтому нет смысла говорить о сортировке множеств в Python 3.
Но с другой стороны все дело обстоит не со всем так. Для быстрого поиска элемента, желательно их хранить в памяти в упорядоченном виде.
В начале рассмотрим, что будет с элементами разных типов данных в одном множестве. Такие элементы не должны сортироваться. Если мы будем выводить элементы с помощью команды print, то они выводятся примерно следующим образом:
a = {0, 1, 12, 'b', 'ab', 3, 2, 'a'}
print(a)
{0, 1, 'b', 3, 2, 12, 'ab', 'a'}Как видим, у нас вывелись не отсортированные значения, если повторить запуск, то порядок будет меняться.
Но это только в том случае, если перемешаны элементы разного типа.
Посмотрим, что будет, если попытаемся вывести только числа:
a = {0, 1, 12, 3, 2}
print(a)
{0, 1, 2, 3, 12}Все элементы выведены упорядоченно. Теперь посмотрим что будет если преобразовать в список:
a = {0, 1, 12, 3, 2}
b = list(a)
print(b)
[0, 1, 2, 3, 12]Аналогично, в список значения записались отсортированными по возрастанию.
Получается, что элементы хранятся в памяти в упорядоченном виде, если они одного типа. Но лучше не стоит на это расчитывать, алгоритмы Python могут поменяться.
Если вам нужно получить отсортированный список из множества, лучше воспользоваться для верности функцией sort. Элементы будут точно отсортированы. Ваш код будет понятен для других.
Операции над множествами
Помимо различных манипуляций с элементами множеств, существуют еще и операции над ними, позволяющие одной строчкой кода выполнять сложные преобразования.
Рассмотрим операции с множествами доступные в Python 3.
Объединение
Чтобы объединить все элементы двух разных множеств, стоит воспользоваться методом union на одном из объектов. Следующий пример демонстрирует работу данной функции, где создается последовательность чисел под именем c.
a = {0, 1, 2, 3}
b = {4, 3, 2, 1}
c = a.union(b)
print(c)
{0, 1, 2, 3, 4}Добавление
Чтобы добавить все элементы из одного множества к другому, необходимо вызывать метод update на первом объекте. Таким образом можно перенести уникальные данные из одного набора чисел в другой, как это показано в следующем примере.
a = {0, 1, 2, 3}
b = {4, 3, 2, 1}
a.update(b)
print(a)
{0, 1, 2, 3, 4}Пересечение
Чтобы найти общие элементы для двух разных множеств, следует применить функцию intersection, принимающую в качестве аргумента один из наборов данных. Код, приведенный ниже, создает новую последовательность чисел из пересечения двух множеств в Python 3.
a = {0, 1, 2, 3}
b = {4, 3, 2, 1}
c = a.intersection(b)
print(c)
{1, 2, 3}Разность
Чтобы вычислить разность для двух разных множеств, необходимо воспользоваться методом difference. Функция позволяет найти элементы, уникальные для второго набора данных, которых в нем нет. Следующий код демонстрирует эту операцию.
a = {0, 1, 2, 3}
b = {4, 3, 2, 1}
c = a.difference(b)
print(c)
{0}Отношения между множествами
Для определения подмножеств и надмножеств существуют специальные функции, возвращающие True или False в зависимости от результата выполнения.
Определение подмножества
Чтобы выяснить, является ли множество a подмножествомb, стоит попробовать вывести на экран результат выполнения метода issubset, как в следующем примере. Так как не все элементы набора чисел a присутствуют в b, функция вернет False.
a = {0, 1, 2, 3, 4}
b = {3, 2, 1}
print(a.issubset(b))
FalseОпределение надмножества
Чтобы узнать, является ли множество a надмножеством b, необходимо вызвать метод issuperset и вывести результат его работы на экран.
Поскольку все элементы набора чисел b присутствуют в a, функция возвращает True.
a = {0, 1, 2, 3, 4}
b = {3, 2, 1}
print(a.issuperset(b))
TrueТип frozenset
Множество, содержимое которого не поддается изменению имеет тип frozenset. Значения из этого набора нельзя удалить, как и добавить новые. В следующем примере демонстрируется создание при помощи стандартной функции.
a = frozenset({"hello", "world"})
print(a)
frozenset({'hello', 'world'})Поскольку содержимое frozenset должно всегда оставаться статичным, перечень функций, с которыми такое множество может взаимодействовать, имеет ограничения.
Преобразование множеств
Иногда возникает необходимость представления уже готовой последовательности значений в качестве совсем другого типа данных. Возможности языка позволяют конвертировать любое множество в строку, словарь или список при помощи стандартных функций.
Строка
Для преобразования множества в строку используется конкатенация текстовых значений, которую обеспечивает функция join.
a = {'set', 'str', 'dict', 'list'}
b = ','.join(a)
print(b)
print(type(b))
set,dict,list,str
<class 'str'>Словарь
Чтобы получить из множества словарь, следует передать функции dict набор из нескольких пар значений, в каждом из которых будет находиться ключ. Метод print демонстрирует на экране содержимое полученного объекта, а type отображает его тип.
a = {('a', 2), ('b', 4)}
b = dict(a)
print(b)
print(type(b))
{'b': 4, 'a': 2}
<class 'dict'>Следует отметить, что каждый элемент для такого преобразования — кортеж состоящий из двух значений:
- ключ будущего словаря;
- значение, соответствующее ключу.
Список
По аналогии с предыдущими преобразованиями можно получить список неких объектов.
На этот раз используется метод list, получающий в качестве аргумента множество a. На выходе функции print отображаются уникальные значения для изначального набора чисел.
a = {1, 2, 0, 1, 3, 2}
b = list(a)
print(b)
print(type(b))
[0, 1, 2, 3]
<class 'list'>Резюме
Следующая таблица отображает краткую сводку по всем пройденным функциям, включая их названия и назначение.
| Название | Назначение |
| len | Получение размера |
| add | Добавление элемента |
| remove | Удаление элемента |
| clear | Очистка |
| union | Объединение |
| update | Добавление всех элементов одного множества в другое |
| intersection | Нахождение множества, элементы которого находятся на пересечении двух множеств |
| difference | Нахождение множества, элементы которого входят в первое, но не входят во второе множество |
| issubset | Проверка, является ли множество подмножеством |
| issuperset | Проверка, является ли множество надмножеством |
Заключение
Таким образом, были рассмотрены базовые возможности множеств стандартной библиотеки языка программирования Python.
Использование этой совокупности уникальных значений, позволяет не только манипулировать различными видами данных, производя объединение, пересечение и вычитание определенных элементов. Благодаря стандартным функциям по работе с множествами, программист получает возможность конвертировать их в другие типы данных, обладающие упорядоченностью, такие как строка, список и словарь.
Метод sets.intersection() в Python, пересечение множеств.
Синтаксис:# Метод sets.intersection(*others) # Бинарный оператор sets1 & sets2 & ...Параметры:
*other— произвольное число объектов поддерживающих итерациюsets,sets1иsets2— множествоfrozensetилиset.
- новое множество
setилиfrozenset.
Метод sets.intersection() позволяет найти пересечение множества с одной или более последовательностями поддерживающих итерирование.
Метод возвращает новое множество с элементами, общими для множества sets и всех итерируемых объектов *other (* — произвольное число позиционных аргументов). При выполнении операции пересечения, дубликаты игнорируются.
Метод sets.intersection() принимает в качестве аргумента *other произвольное число любых объектов, поддерживающий итерацию по своим элементам. Это может быть список, кортеж, список ключей словаря, или другое множество и т.д.
Операция пересечения позволяет использовать бинарный оператор & (пересечение), но при этом все объединяемые объекты должны быть множествами frozenset или set. Если это условие не выполнено поднимается исключение TypeError. Двоичные операции, которые смешивают экземпляры set с frozenset, возвращают тип первого операнда. Например: frozenset('ab') & set('bc') возвращает экземпляр frozenset.
Эта операция поддерживается как неизменяемым frozenset, так изменяемым множеством set.
Для того, что-бы сохранить в множестве sets элементы, общие для множества sets и всех итерируемых объектов *other используйте метод sets.intersection_update().
>>> sets = {0, 1, 2, 3}
>>> fset = frozenset({0, 1, 2, 3, 4, 7})
>>> lists = [0, 1, 3, 5, 6, 7]
>>> tuples = (0, 1, 7, 8, 9)
# Использование метода
>>> sets.intersection(lists)
# {0, 1, 3}
# Дубликаты игнорируются
>>> fset.intersection(sets, lists, tuples)
# frozenset({0, 1})
# Использование бинарного оператора все
# объекты должны быть множествами
>>> sets & lists & tuples & fset
# Traceback (most recent call last):
# File "<stdin>", line 1, in <module>
# TypeError: unsupported operand type(s) for &: 'set' and 'list'
# Все объекты должны быть множествами
>>> sets & frozenset(lists) & frozenset(tuples) & fset
# {0, 1}
# Тип получаемого результата зависит от первого операнда
>>> fset & set(tuples)
# frozenset({0, 1, 7})
Функция Intersection() Python — GeeksforGeeks
Метод Python set Intersection() возвращает новое множество с элементом, общим для всех множеств
Пересечение двух заданных множеств является наибольшим множеством, которое содержит все элементы являются общими для обоих наборов.
Пересечение двух заданных множеств A и B — это множество, состоящее из всех элементов, общих для A и B.0004
Python Установить пересечение() Пример метода:Синтаксис: set1.intersection(set2, set3, set4….)
Параметры:4 Возвращает множество, которое имеет пересечение все наборы (set1, set2, set3…) с set1. Он возвращает копию set1, только если параметр не передан.
- может быть передано любое количество наборов
Python3
|
intersection(s2)) Output:
{2, 3} Example 1: Working of set intersection()
Python3
|
intersection(set2)) Выходность: 9005
: 9005
: 90083 set1 пересечение set2 : {4, 6} set1 пересечение set2 пересечение set3 : {4, 6}
Пример 2: оператор пересечения множества Python (&)Мы также можем получить пересечения, используя оператор ‘&’.
Python3
|
Вывод:
{4, 6}
набор()
set() Пример 3: Пересечение множества Python напротив
симметричная_difference() является противоположностью метода Python Set Mice().
Python3
|
Вывод:
{2, 5, 7, 8}
{0, 1, 2, 4, 5, 6, 12}
{0, 1, 4, 6, 7, 8, 12} Пример 4.
Пересечение множества Python пустоПересечение пустых множеств возвращает пустое множество.
Python3
|
Вывод:
set1, пересечение set2 : set()
Пересечение наборов Python с кодами и примерами
Наборы Python являются одной из наиболее фундаментальных структур данных, которые позволяют хранить элементы в последовательной форме.
Элементы данных в наборах представлены внутри фигурных скобок, а запятые разделяют каждый элемент. Наборы неупорядочены, неизменяемы и неиндексированы, что означает, что вы можете удалить элемент набора и добавить новые элементы, но не можете изменить элементы, уже присутствующие в наборе. Как и в математике, Python также включает функции пересечения наборов и генерирует на выходе совершенно новый набор. В этой статье давайте изучим, что такое пересечения наборов Python, и различные методы получения пересечения наборов, а также примеры и выходные данные.
Пересечение двух множеств может быть определено как образование нового множества, содержащего общие элементы обоих заданных множеств . Пересечение множества не является ограничением между двумя множествами, и поэтому вы можете иметь столько множеств, сколько хотите, чтобы найти между ними общие элементы. Предположим, что пересечение множества A и множества B представляет собой множество, содержащее все элементы, присутствующие в множестве A и множестве B.
На изображении ниже показана диаграмма Венна пересечений множеств, т. е. представляющая общие элементы из обоих множеств.
Как найти пересечение множеств в Python? 1) Использование функции crosse()Python предоставляет большой набор встроенных функций, одной из которых является метод crosse() . Это один из распространенных методов, с помощью которого вы можете выполнить пересечение множества Python, и он широко используется программистами. Синтаксис функции пересечения приведен ниже:
set A.intersection(set B, set C, set D, …)
Здесь метод пересечения принимает параметр в качестве заданной переменной , для которой находится общий элемент. Он возвращается как новый набор , содержащий общие элементы всех наборов (набор B, набор C, набор D…). Посмотрите приведенный ниже пример, чтобы понять, как работает метод пересечения().
Например:
X = {1, 3, 5, 7}
Y = {2, 3, 5, 8}
печать (X.пересечение (Y))
Выход
{3, 5}
2) Использование оператора пересечения (&)
Помимо встроенной функции Python, вы также можете выполнить пересечение с помощью оператора '&' . Здесь оператор помещается между обоими множествами, и в результате на выходе формируется совершенно новое множество, содержащее общие элементы множеств, как показано в примере ниже.
Например:
X = {1, 3, 5, 7, 8}
Y = {2, 3, 5, 8}
Z = {0, 2, 4, 8}
печать (X и Y)
печать (Y и Z)
печать (X и Y и Z)
Выход
{8, 3, 5}
{8, 2}
{8}
3) Использование пустого множества для пересечения множеств
Пересечение множеств возвращает общие элементы любых двух множеств, но что, если множества пусты и не содержат в себе никаких элементов.
На выходе после выполнения пересечения также будет пустое множество , так как в заданных множествах нет общих элементов.
Например:
Х = {}
Y = {}
печать (набор (X). пересечение (набор (Y)))
Выходные данные
Разница между методом set cross() и оператором set cross (&)
, и словари, и т.д. Однако оператор множества пересечений позволяет только заданной структуре данных находить пересечение.
Поскольку метод пересечения принимает любую итерацию, обратите внимание, что он будет преобразовывать каждую итерацию в набор перед их пересечением и генерировать соответствующий вывод.
Например:
X = {1, 3, 5}
Y = [1, 5, 9]
результат = X.пересечение(Y)
печать (результат)
Выход
{1, 5}
В приведенном выше примере выполняется пересечение набора и списка; однако метод пересечения преобразует список для внутреннего набора и генерирует выходные данные.