Python集合運算：去重、交集、並集、差集、子集判斷

Python中的集合是一種無序且不重複的元素集。這使得它們成為許多計算機科學中有用的工具。Python中的集合有能力執行普通集合操作，例如並集、交集、差集，還可以用於包含成員資格檢查，去重和其他常見任務。本文將詳細介紹Python中集合的這些操作。

一、去重

在Python中，如果我們需要從一個列表中去重，可以通過將列錶轉換為集合來實現。這很方便，因為集合只包含唯一的元素，可以輕鬆地刪除列表中的重複項。例如：

def remove_duplicates(input_list):
    return list(set(input_list))

input_list = [1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6]
print(remove_duplicates(input_list))   # [1, 2, 3, 4, 5, 6]

在上面的例子中，將輸入列錶轉換為集合，這將自動刪除重複的項目，然後再將其轉換回列表。這是一種快速而簡單的方法去重。

二、交集、並集和差集

Python中的集合支持三種基本操作：交集、並集和差集。

交集是兩個集合中共有的元素的集合。使用交集操作符（&）或intersection()方法來計算兩個集合的交集。例如：

set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}
print(set1 & set2)   # {3, 4}
print(set1.intersection(set2))   # {3, 4}

並集是兩個集合中所有元素的集合，重複的元素只會出現一次。使用並集操作符（|）或union()方法來計算兩個集合的並集。例如：

set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}
print(set1 | set2)   # {1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(set1.union(set2))   # {1, 2, 3, 4, 5, 6}

差集是從一個集合中刪除另一個集合中的元素後的結果。使用差集操作符（-）或difference()方法來計算兩個集合的差集。例如：

set1 = {1, 2, 3, 4}
set2 = {3, 4, 5, 6}
print(set1 - set2)   # {1, 2}
print(set1.difference(set2))   # {1, 2}

三、子集判斷

在Python中，可以使用issubset()方法來確定一個集合是否是另一個集合的子集。如果第一個集合中的所有元素都在第二個集合中，則第一個集合是第二個集合的子集。例如：

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 2, 3, 4, 5}
print(set1.issubset(set2))   # True

上面的代碼中，集合set1是集合set2的子集，因為其所有元素都正好包含在集合set2中。

除了issubset()方法外，還有issuperset()方法，用於確定一個集合是否包含另一個集合。如果第二個集合中的所有元素都在第一個集合中，則第一個集合是第二個集合的超集。例如：

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {1, 2, 3}
print(set1.issuperset(set2))   # True

上面的代碼中，集合set1是集合set2的超集，因為其中包含set2中的所有元素。

總結

Python中的集合操作包括去重、交集、並集、差集和子集判斷，這些操作使得在處理大量數據時變得十分方便。通過靈活運用這些操作，可以為數據處理和分析提供便利。