6 、集合与字典

一、集合
二、字典

一、集合🧀

1、创建🧀

集合（set）是一个无序的不重复元素序列。并且可以进行交集、并集、差集等常见的集合操作。

不能使用下标访问集合

set1 = {1, 2, 3, 4}  # 直接使用大括号创建集合
set2 = set([4, 5, 6, 7])  # 使用 set() 函数从列表创建集合

创建一个空集合必须用 set() 而不是 {}，因为 {} 是用来创建一个空字典。

2、内建函数🧀

函数	说明
`add(x)`	添加元素 `x`
`remove(x)`	删除元素 `x`（若不存在会报错）
`discard(x)`	删除元素 `x`（若不存在不会报错）
`clear()`	清空集合
`union(other)`	并集：返回两个集合的所有元素（不重复）
`intersection(other)`	交集：返回两个集合共有的元素
`difference(other)`	差集：返回仅存在于 `a` 中的元素
`symmetric_difference(other)`	对称差集：返回 `a` 和 `b` 中非共有的元素

3、集合特性🧀

无序
唯一
元素不可变
快速访问：\(O(1)\)

哈希

哈希函数（hash()）：

输入任意值，输出一个整数。
相同值的哈希值总是一样，但不同值的哈希值通常不同。
在集合或字典中，Python 用哈希值来快速定位元素。

内部结构：哈希表（Hash Table）

Python 内部用一个 哈希表 存储集合元素。
这个哈希表可以理解为一个由 N 个“桶”（bucket）组成的列表。

元素添加的过程：

hash(element)   # 计算哈希值
hash(element) % n # 确定桶的位置
hashTable[bucketIndex].append(element) # 将元素放入对应桶中

→ 所有操作都是 \(O(1)\) 的时间复杂度！

二、字典🧀

字典是另一种可变容器模型，且可存储任意类型对象。

d = {key1 : value1, key2 : value2, key3 : value3 }

stateMap = {
    'pittsburgh': 'PA',
    'chicago': 'IL',
    'seattle': 'WA',
    'boston': 'MA',
}

city = input("Enter a city: ").lower()

# 通过 key 来访问字典元素 -> dict[key]
if city in stateMap:
    print(f"{city} is in {stateMap[city]}")
else:
    print(f"Never heard of {city}..")

1、创建🧀

空字典

d1 = dict() # 使用 dict() 函数
d2 = { }    # 使用 {}

静态分配

d = { "cow": 5, "dog": 98, "cat": 1 }

从成对元组

pairs = [("cow", 5), ("dog", 98), ("cat", 1)]
d = dict(pairs)

2、内建方法🧀

函数	用途说明
`dict.clear()`	删除字典内所有元素
`dict.copy()`	返回一个字典的浅复制
`dict.fromkeys(seq, val)`	创建一个新字典，以序列 `seq` 中元素为键，所有键对应的值为 `val`
`dict.get(key, default=None)`	返回指定键的值，若键不存在则返回 `default` 默认值
`key in dict`	判断键是否存在于字典中，存在返回 `True`，否则返回 `False`
`dict.items()`	返回包含字典中所有 (键, 值) 对的视图对象
`dict.keys()`	返回包含字典所有键的视图对象
`dict.setdefault(key, default=None)`	如果键存在，返回其值；否则添加该键并设为 `default`
`dict.update(dict2)`	将字典 `dict2` 中的键值对添加/更新到当前字典中
`dict.values()`	返回包含字典所有值的视图对象
`dict.pop(key[, default])`	删除键 `key` 对应的值并返回；若不存在且未设置 `default`，则报错
`dict.popitem()`	删除并返回字典中的最后一组 (键, 值) 对（Python 3.7+ 保持插入顺序）

3、字典特性🧀

键（key）是无序的集合（set）
键是唯一的
值可以任取数据类型，但是键必须是可哈希的（不能是list）