مجموعه‌ها (Sets) در پایتون

آموزش جامع مجموعه‌ها در پایتون

مقدمه

مجموعه‌ها (Sets) در پایتون ساختارهای داده‌ای قدرتمندی هستند که برای ذخیره‌سازی مجموعه‌ای از عناصر منحصربه‌فرد و غیرقابل تغییر استفاده می‌شوند.

برخلاف لیست‌ها که می‌توانند عناصر تکراری داشته باشند و ترتیب عناصر در آنها مهم است، در مجموعه‌ها هر عنصر فقط یک بار وجود دارد و ترتیب عناصر بی‌اهمیت است.

این ویژگی‌ها، مجموعه‌ها را برای انجام عملیات مختلف مانند یافتن عناصری که در دو مجموعه مشترک هستند یا نیستند، ترکیب یا تفریق مجموعه‌ها، بررسی وجود یک عنصر خاص در مجموعه و مرتب‌سازی عناصر مجموعه، به روشی کارآمد و مؤثر، مناسب می‌کند.

ایجاد مجموعه

ایجاد مجموعه در پایتون با استفاده از علامت آکولاد {} و جداسازی عناصر با کاما , انجام می‌شود. به عنوان مثال، برای ایجاد مجموعه‌ای شامل اعداد ۱، ۲، ۳ و ۴ می‌توان از کد زیر استفاده کرد:

my_set = {۱, ۲, ۳, ۴}

همچنین می‌توان از نوع داده set برای تبدیل یک لیست یا تاپل به مجموعه استفاده کرد. این کار باعث حذف عناصر تکراری از لیست یا تاپل می‌شود:

my_list = [۱, ۲, ۳, ۲, ۴, ۳]
my_set = set(my_list)
print(my_set)  # {۱, ۲, ۳, ۴}

دسترسی به عناصر مجموعه

دسترسی مستقیم به عناصر خاص در یک مجموعه با استفاده از ایندکس امکان‌پذیر نیست، زیرا ترتیب عناصر در مجموعه تعریف نشده است.

با این حال، می‌توانید از روش‌های مختلفی برای پیمایش عناصر مجموعه و دسترسی به آنها استفاده کنید:

• حلقه for:

for element in my_set:
  print(element)

• متد pop(): این متد یک عنصر تصادفی را از مجموعه حذف کرده و آن را برمی‌گرداند:

element = my_set.pop()
print(element)  # ۱ or 2 or 3 or 4 (randomly removed)

• متد clear(): این متد تمام عناصر مجموعه را حذف می‌کند:

my_set.clear()
print(my_set)  # set()

عملیات مجموعه

مجموعه‌ها از تعدادی عملیات داخلی برای انجام وظایف مختلف مانند یافتن عناصری که در دو مجموعه مشترک هستند یا نیستند، ترکیب یا تفریق مجموعه‌ها، بررسی وجود یک عنصر خاص در مجموعه و مرتب‌سازی عناصر مجموعه پشتیبانی می‌کنند.

برخی از مهم‌ترین عملیات مجموعه در پایتون عبارتند از:

• اتحاد (Union): این عمل عناصر موجود در هر دو مجموعه را در یک مجموعه جدید ترکیب می‌کند. از علامت | یا تابع union() برای این کار استفاده می‌شود:

set1 = {۱, ۲, ۳}
set2 = {۳, ۴, ۵}
union_set = set1 | set2
print(union_set)  # {۱, ۲, ۳, ۴, ۵}

• اشتراک (Intersection): این عمل عناصری را که در هر دو مجموعه مشترک هستند، در یک مجموعه جدید جمع‌آوری می‌کند. از علامت & یا تابع intersection() برای این کار استفاده می‌شود:

set1 = {۱, ۲, ۳}
set2 = {۳, ۴, ۵}
intersection_set = set1 & set2
print(intersection_set)  # {۳}

• تفاضل (Difference): این عمل عناصری را که در مجموعه اول وجود دارند و در مجموعه دوم نیستند، در یک مجموعه جدید جمع‌آوری می‌کند. از علامت - یا تابع difference() برای این کار استفاده می‌شود:

set1 = {۱, ۲, ۳}
set2 = {۳, ۴, ۵}
difference_set = set1 - set2
print(difference_set)  # {۱, ۲}

• بررسی وجود عنصر (In): این عمل بررسی می‌کند که آیا عنصر خاصی در مجموعه وجود دارد یا خیر. از اپراتور in برای این کار استفاده می‌شود:

my_set = {۱, ۲, ۳, ۴, ۵} 
print(۱ in my_set) # True 
print(۶ in my_set) # False

my_set = {۵, ۲, ۴, ۱, ۳}
sorted_list = sorted(my_set)
print(sorted_list)  # [۱, ۲, ۳, ۴, ۵]

set1 = {۱, ۲, ۳}
set2 = {۱, ۲, ۳}
set3 = {۴, ۵, ۶}

print(set1 == set2)  # True
print(set1 != set3)  # True