Методы множеств Python – Полный справочник с примерами

Множества в Python — это неупорядоченные коллекции уникальных хешируемых элементов. Поскольку множества реализуют математическое понятие множества, они поставляются с богатым набором встроенных методов для объединения, сравнения и изменения. В этой главе рассматриваются все встроенные методы множеств с понятными примерами, ожидаемыми результатами и рекомендациями по выбору подходящего метода.

Если вы только знакомитесь с множествами, сначала прочитайте Множества Python, чтобы понять, как создаются множества и чем они отличаются от списков и кортежей.

Создание множеств

Используйте фигурные скобки {} или конструктор set() для создания множества. Конструктор также принимает любой итерируемый объект — список, кортеж или строку — и автоматически удаляет дубликаты.

fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}
colors = set(['red', 'green', 'blue'])   # from a list
vowels = set('aeiou')                    # from a string → {'a', 'e', 'i', 'o', 'u'}

empty = set()   # NOT {} — that creates an empty dict

Множества неупорядочены: порядок вывода элементов может отличаться между запусками и версиями Python.

Методы операций над множествами

Эти методы объединяют или сравнивают два и более множества, не изменяя исходные.

union()

union(*others) возвращает новое множество, содержащее каждый элемент, присутствующий в текущем множестве или в любом из others.

Оператор | является эквивалентным сокращением для двух множеств: A | B.

Когда использовать: объединение нескольких коллекций с одновременным удалением дубликатов.

intersection()

intersection(*others) возвращает новое множество, содержащее только элементы, которые присутствуют в текущем множестве и в каждом из others.

Оператор & является сокращением для двух множеств: A & B.

Когда использовать: поиск общих элементов — например, пользователей, которые кликнули и по объявлению A, и по объявлению B.

difference()

difference(*others) возвращает новое множество элементов, которые есть в текущем множестве, но отсутствуют в любом из others.

Оператор - является сокращением: A - B.

Когда использовать: исключение одной группы из другой — например, поиск товаров, которые есть в наличии, но ещё не отгружены.

symmetric_difference()

symmetric_difference(other) возвращает новое множество элементов, которые присутствуют ровно в одном из двух множеств — элементы, которые не являются общими.

Оператор ^ является сокращением: A ^ B.

Когда использовать: обнаружение изменений между двумя снимками состояния — например, файлы, добавленные или удалённые между двумя листингами директории.

issubset()

issubset(other) возвращает True, если каждый элемент текущего множества также содержится в other.

Оператор <= является эквивалентом; используйте < для проверки строгого подмножества (A меньше B и полностью содержится в нём).

issuperset()

issuperset(other) возвращает True, если текущее множество содержит каждый элемент из other.

A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {2, 3}

print(A.issuperset(B))   # True
print(B.issuperset(A))   # False

Оператор >= является эквивалентом; используйте > для проверки строгого надмножества.

isdisjoint()

isdisjoint(other) возвращает True, если два множества не имеют общих элементов — их пересечение пусто.

A = {1, 2, 3}
B = {4, 5, 6}
C = {3, 4, 5}

print(A.isdisjoint(B))   # True  — no overlap
print(A.isdisjoint(C))   # False — 3 is in both

Когда использовать: проверка непересекающихся категорий, проверка того, что два набора разрешений являются взаимоисключающими.

Методы изменения на месте

Эти методы изменяют множество на месте и возвращают None — они не создают новое множество.

update()

update(*others) добавляет все элементы из одного или нескольких итерируемых объектов в текущее множество, игнорируя дубликаты.

update() принимает любой итерируемый объект, не только другое множество — список, кортеж или строка тоже подойдут. Оператор |= является сокращением для двух множеств.

intersection_update()

intersection_update(*others) оставляет только те элементы, которые также присутствуют в каждом из others, отбрасывая всё остальное.

A = {1, 2, 3, 4}
B = {2, 3, 4, 5}

A.intersection_update(B)
print(A)   # {2, 3, 4}

Оператор &= является сокращением.

difference_update()

difference_update(*others) удаляет из текущего множества каждый элемент, присутствующий в любом из others.

A = {1, 2, 3, 4}
B = {3, 4, 5}

A.difference_update(B)
print(A)   # {1, 2}

Оператор -= является сокращением.

symmetric_difference_update()

symmetric_difference_update(other) оставляет только элементы, присутствующие ровно в одном из двух множеств, изменяя множество на месте.

A = {1, 2, 3}
B = {2, 3, 4}

A.symmetric_difference_update(B)
print(A)   # {1, 4}

Оператор ^= является сокращением.

Методы работы с элементами

add()

add(elem) вставляет elem в множество. Если elem уже присутствует, множество не изменяется.

Смотрите Добавление элементов в множество для получения дополнительных способов заполнения множества.

remove()

remove(elem) удаляет elem из множества. Вызывает KeyError, если elem отсутствует.

Используйте remove(), когда элемент обязан быть в множестве и его неожиданное отсутствие является программной ошибкой, которую стоит отобразить.

discard()

discard(elem) удаляет elem из множества. Не вызывает ошибку, если elem отсутствует.

Используйте discard(), когда элемент может присутствовать или отсутствовать в множестве, и вам просто нужно его убрать.

pop()

pop() удаляет и возвращает произвольный элемент. Поскольку множества неупорядочены, невозможно предсказать, какой элемент будет удалён. Вызывает KeyError, если множество пусто.

Смотрите Удаление элементов из множества для сравнения всех подходов к удалению.

clear()

clear() удаляет все элементы, оставляя пустое множество.

Обратите внимание, что print(set()) выводит set(), а не {}, чтобы отличить пустое множество от пустого словаря.

copy()

copy() возвращает поверхностную копию множества. Изменение копии не влияет на оригинал.

A = {1, 2, 3}
B = A.copy()

B.add(4)
print(A)   # {1, 2, 3}  — unchanged
print(B)   # {1, 2, 3, 4}

Это важно, потому что простое присваивание (B = A) создаёт вторую ссылку на то же множество — изменения в B затронут и A.

Метод или оператор: что выбрать?

Большинство операций над множествами имеют как форму метода, так и форму оператора:

Ключевое отличие: методы принимают любой итерируемый объект в качестве аргумента, тогда как операторы требуют, чтобы обе стороны были множествами. Используйте методы, когда хотите работать со списком или кортежем напрямую, без предварительного преобразования:

tags = {'python', 'web'}
new_tags = ['python', 'ml', 'data']

tags.update(new_tags)         # works — list is fine
# tags |= new_tags            # TypeError — operator needs a set
print(tags)   # {'python', 'web', 'ml', 'data'}

Полный справочник методов множеств

Практика