在Python中，我们经常会遇到需要去除重复元素的情况，比如处理一份有重复记录的数据列表。这时候，集合（set） 就是一个非常实用的工具。它最显著的特点就是元素不重复，并且是无序的。通过集合，我们可以轻松实现数据去重，同时还能进行交集、并集等集合运算。
一、为什么用集合去重？¶
假设我们有一个列表 [1, 2, 2, 3, 3, 3]，如果想去除重复元素，用列表实现可能需要写循环或者列表推导式（比如 list(set([1,2,2,3,3,3]))），而集合的去重更直接——一行代码就能搞定，而且逻辑更清晰。
二、创建集合（Set）¶
1. 直接用大括号 {} 创建¶
集合用大括号 {} 定义，元素之间用逗号分隔。但要注意：集合中的元素不能重复，重复的元素会自动被忽略。
# 定义一个包含重复元素的集合
my_set = {1, 2, 3, 2, 3}
print(my_set) # 输出：{1, 2, 3}（重复元素被自动去重）
2. 用 set() 函数创建¶
如果需要将其他可迭代对象（如列表、元组）转换为集合，用 set() 函数更方便。
# 从列表创建集合（自动去重）
my_list = [1, 2, 2, 3, 4]
my_set = set(my_list)
print(my_set) # 输出：{1, 2, 3, 4}
注意：空集合的创建¶
- 不能用
{}表示空集合，因为{}是空字典（后续会介绍字典）。 - 空集合必须用
set()创建：
empty_set = set()
print(empty_set) # 输出：set()
三、集合的常用操作¶
1. 基本操作：添加和删除元素¶
- 添加元素：用
add()方法添加单个元素。
my_set = {1, 2, 3}
my_set.add(4) # 添加元素4
print(my_set) # 输出：{1, 2, 3, 4}
- 删除元素：用
remove()或discard()方法。 remove(x)：如果元素x不存在，会报错。discard(x)：如果元素x不存在，不会报错（更安全）。
my_set = {1, 2, 3}
my_set.remove(2) # 删除元素2
print(my_set) # 输出：{1, 3}
my_set.discard(5) # 删除不存在的元素5，无报错
print(my_set) # 输出：{1, 3}
- 随机删除：用
pop()方法（集合无序，所以随机删除一个元素）。
my_set = {1, 2, 3}
removed = my_set.pop() # 随机删除一个元素（返回被删除的元素）
print(my_set) # 输出：{2, 3}（假设删除了1）
print(removed) # 输出：1（被删除的元素）
2. 集合运算（去重后的数据处理）¶
集合的核心功能之一是处理数据间的关系，比如交集、并集、差集。这些运算可以用符号或方法实现，以下是常见场景：
- 交集（Intersection）：同时存在于两个集合中的元素。
- 符号：
&或方法intersection()
a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
# 交集：{3, 4}
print(a & b) # 输出：{3, 4}
print(a.intersection(b)) # 输出：{3, 4}
- 并集（Union）：两个集合中所有元素的合并（去重）。
- 符号：
|或方法union()
a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
# 并集：{1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(a | b) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}
print(a.union(b)) # 输出：{1, 2, 3, 4, 5, 6}
- 差集（Difference）：属于第一个集合但不属于第二个集合的元素。
- 符号：
-或方法difference()
a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}
# 差集：{1, 2}（a中有但b中没有的元素）
print(a - b) # 输出：{1, 2}
print(a.difference(b)) # 输出：{1, 2}
四、集合的特性（初学者必看）¶
- 无序性：集合不记录元素的插入顺序，因此无法通过索引访问元素（比如
my_set[0]会报错）。
my_set = {1, 2, 3}
print(my_set[0]) # 报错：TypeError: 'set' object is not subscriptable
- 元素不可变：集合中的元素必须是不可变类型（如数字、字符串、元组），不能包含列表、字典等可变类型。
invalid_set = {[1, 2], 3} # 报错：TypeError: unhashable type: 'list'
五、实战案例：列表去重¶
用集合实现列表去重非常简单，只需将列表转为集合，再转回列表即可：
# 原始列表（有重复元素）
my_list = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4]
# 集合去重 + 转回列表
unique_list = list(set(my_list))
print(unique_list) # 输出：[1, 2, 3, 4]（注意：顺序可能随机，因为集合无序）
如果需要保持原顺序（Python 3.7+），可以结合列表推导式和集合去重：
seen = set()
unique_list = [x for x in my_list if not (x in seen or seen.add(x))]
print(unique_list) # 输出：[1, 2, 3, 4]（保持原顺序）
总结¶
集合（set）是Python中处理无序、不重复数据的利器，尤其适合去重和集合运算。掌握以下关键点：
- 创建：用 {} 或 set()，注意空集合只能用 set()。
- 去重：直接 list(set(重复列表)) 一行搞定。
- 操作：添加（add()）、删除（remove()/discard()）、集合运算（交集&、并集|、差集-）。
- 特性：无序性（无法索引）、元素不可变（不能含列表）。
通过多练习例子，你很快就能熟练运用集合解决去重和数据处理问题！