8.7. sets – Неупорядоченные коллекции уникальных элементов¶sets – Unordered collections of unique elements

8.7.1. Объекты множеств¶Set Objects

Экземпляры Set и ImmutableSet предоставляют следующие операции:

Обратите внимание: неоператорные версии union(), intersection(), difference() и symmetric_difference() принимают любой итерируемый объект в качестве аргумента. В отличие от них, операторные аналоги требуют, чтобы их аргументы были множествами. Это исключает подверженные ошибкам конструкции вроде Set('abc') & 'cbs' в пользу более читаемых Set('abc').intersection('cbs').

Кроме того, оба типа Set и ImmutableSet поддерживают сравнение множеств. Два множества равны тогда и только тогда, когда каждый элемент одного множества содержится в другом (каждое является подмножеством другого). Множество меньше другого множества тогда и только тогда, когда первое множество является строгим подмножеством второго (является подмножеством, но не равным). Множество больше другого множества тогда и только тогда, когда первое множество является строгим надмножеством второго (является надмножеством, но не равным).

Сравнения на подмножество и равенство не обобщаются до функции полного упорядочения. Например, любые два непересекающихся множества не равны и не являются подмножествами друг друга, поэтому все следующие выражения возвращают False: a<b, a==b, или a>b. Соответственно, множества не реализуют метод __cmp__().

Поскольку множества определяют лишь частичное упорядочение (отношения подмножеств), результат метода list.sort() для списков множеств не определён.

В следующей таблице перечислены операции, доступные в ImmutableSet, но отсутствующие в Set:

В следующей таблице перечислены операции, доступные в Set, но отсутствующие в ImmutableSet:

Примечание: неоператорные версии update(), intersection_update(), difference_update() и symmetric_difference_update() принимают любой итерируемый объект в качестве аргумента.

Также обратите внимание: модуль также включает метод union_update(), который является псевдонимом для update(). Этот метод включён для обратной совместимости. Программистам следует предпочитать метод update(), поскольку он поддерживается встроенными типами set() и frozenset().

8.7.2. Пример¶Example

>>> from sets import Set
>>> engineers = Set(['John', 'Jane', 'Jack', 'Janice'])
>>> programmers = Set(['Jack', 'Sam', 'Susan', 'Janice'])
>>> managers = Set(['Jane', 'Jack', 'Susan', 'Zack'])
>>> employees = engineers | programmers | managers           # объединение
>>> engineering_management = engineers & managers            # пересечение
>>> fulltime_management = managers - engineers - programmers # разность
>>> engineers.add('Marvin')                                  # добавляет элемент
>>> print engineers 
Set(['Jane', 'Marvin', 'Janice', 'John', 'Jack'])
>>> employees.issuperset(engineers)     # проверка надмножества
False
>>> employees.update(engineers)         # обновление из другого множества
>>> employees.issuperset(engineers)
True
>>> for group in [engineers, programmers, managers, employees]: 
...     group.discard('Susan')          # безусловное удаление элемента
...     print group
...
Set(['Jane', 'Marvin', 'Janice', 'John', 'Jack'])
Set(['Janice', 'Jack', 'Sam'])
Set(['Jane', 'Zack', 'Jack'])
Set(['Jack', 'Sam', 'Jane', 'Marvin', 'Janice', 'John', 'Zack'])

8.7.3. Протокол автоматического преобразования в неизменяемый тип¶Protocol for automatic conversion to immutable

Множества могут содержать только неизменяемые элементы. Для удобства изменяемые объекты Set автоматически копируются в ImmutableSet перед добавлением в качестве элемента множества.

Механизм заключается в том, чтобы всегда добавлять хэшируемый элемент, или, если он не хэшируемый, элемент проверяется на наличие метода __as_immutable__(), который возвращает неизменяемый эквивалент.

Поскольку объекты Set имеют метод __as_immutable__(), возвращающий экземпляр ImmutableSet, можно создавать множества множеств.

Похожий механизм нужен методам __contains__() и remove(), которым требуется хэшировать элемент для проверки членства в множестве. Эти методы проверяют элемент на хэшируемость и, если она отсутствует, ищут метод __as_temporarily_immutable__(), который возвращает элемент, обёрнутый классом, предоставляющим временные методы для __hash__(), __eq__(), и __ne__().

Альтернативный механизм избавляет от необходимости создавать отдельную копию исходного изменяемого объекта.

Объекты Set реализуют метод __as_temporarily_immutable__(), который возвращает объект Set, обёрнутый новым классом _TemporarilyImmutableSet.

Два механизма добавления хэшируемости обычно невидимы для пользователя; однако может возникнуть конфликт в многопоточной среде, где один поток обновляет множество, а другой временно обернул его в _TemporarilyImmutableSet. Другими словами, множества изменяемых множеств не являются потокобезопасными.

8.7.4. Сравнение со встроенными типами set¶Comparison to the built-in set types

Встроенные типы set и frozenset были разработаны на основе уроков, извлечённых из модуля sets. Ключевые отличия:

• Set и ImmutableSet были переименованы в set и frozenset.

• Нет эквивалента для BaseSet. Вместо этого используйте isinstance(x, (set, frozenset)).

• Алгоритм хэширования для встроенных типов работает значительно лучше (меньше коллизий) для большинства наборов данных.

• Встроенные версии создают более компактные pickle-объекты.

• Встроенные версии не имеют метода union_update(). Вместо этого используйте метод update(), который является эквивалентным.

• Встроенные версии не имеют метода _repr(sorted=True). Вместо этого используйте встроенные функции repr() и sorted(): repr(sorted(s)).

• Встроенная версия не имеет протокола автоматического преобразования в неизменяемый тип. Многие находили эту функцию сбивающей с толку, и никто в сообществе не сообщал о её реальном применении.