python/day02/set_basics.py

"""set_basics.py - Python 集合基础示例

包含常见的集合操作示例：创建、添加、删除、成员判断、集合运算、去重、推导式等。
运行后会打印每个示例的结果，并在代码中注释预期输出。
"""


def main():
    # 1. 创建集合
    fruits = {"apple", "banana", "orange"}
    nums = {1, 2, 3, 3, 4}          # 重复元素会自动去重
    empty_set = set()               # 空集合必须用 set()，不能写 {}，{} 是空字典
    mixed = {1, "python", (2, 3)}  # 集合元素必须是可哈希对象

    print("fruits ->", fruits)
    print("nums ->", nums)          # {1, 2, 3, 4}
    print("empty_set ->", empty_set)
    print("mixed ->", mixed)

    # 2. 添加元素
    fruits.add("grape")
    fruits.add("apple")   # 已存在，重复添加不会报错
    print("after add ->", fruits)

    # 3. 删除元素
    fruits.remove("banana")
    print("after remove('banana') ->", fruits)

    # discard() 不会因为不存在而报错
    fruits.discard("pear")
    print("after discard('pear') ->", fruits)

    # pop() 随机弹出一个元素
    popped = fruits.pop()
    print("pop() ->", popped, "; after pop ->", fruits)

    # 4. 成员判断
    print("'apple' in fruits ->", 'apple' in fruits)
    print("'mango' in fruits ->", 'mango' in fruits)

    # 5. 长度与遍历
    print("len(fruits) ->", len(fruits))
    for item in fruits:
        print("loop ->", item)

    # 6. 集合运算：并集、交集、差集、对称差集
    a = {1, 2, 3, 4}
    b = {3, 4, 5, 6}

    print("a | b ->", a | b)          # 并集
    print("a.union(b) ->", a.union(b))

    print("a & b ->", a & b)          # 交集
    print("a.intersection(b) ->", a.intersection(b))

    print("a - b ->", a - b)          # 差集
    print("a.difference(b) ->", a.difference(b))

    print("a ^ b ->", a ^ b)          # 对称差集
    print("a.symmetric_difference(b) ->", a.symmetric_difference(b))

    # 7. 子集和超集
    c = {1, 2}
    print("c.issubset(a) ->", c.issubset(a))
    print("a.issuperset(c) ->", a.issuperset(c))

    # 8. 集合推导式
    squares = {x * x for x in range(1, 8) if x % 2 == 0}
    print("squares ->", squares)

    # 9. 去重
    names = ["alice", "bob", "alice", "charlie", "bob"]
    unique_names = set(names)
    print("unique_names ->", unique_names)

    # 10. 冰冻集合（不可变集合）
    frozen = frozenset({1, 2, 3})
    print("frozen ->", frozen)
    # frozen.add(4)  # 会报错，因为 frozenset 不可修改

    # 11. 集合的特点
    # - 无序
    # - 元素唯一
    # - 可变（set）/ 不可变（frozenset）
    # - 适合去重、快速判断成员是否存在


if __name__ == '__main__':
    main()