python / задачник
[ Сборник задач ]
Тема 7. Работа с множествами
Тема 7. Работа с множествами
[ Сборник задач ]
Тема 7. Работа с множествами
Тип данных: set
Контент: Вопросы (5шт) + задачи (5шт)
Оглавление
1
Введение
Рассмотрим, что из себя представляют множества в Python, какими характеристиками они обладают, и какие темы нужно повторить для решения задач.
Перейти2
3
4
1
Введение
Множества – неупорядоченный тип уникальных данных, включающий только хешируемые элементы. Их можно изменять, неизменяемый аналог – frozenset. Не имеют индексации. Поиск объекта внутри множества очень быстрый (по сравнению со списками и кортежами).
Для успешного решения заданий требуется повторить: особенности множеств, уникальные методы, основные операции, способы модификации.
Для успешного решения заданий требуется повторить: особенности множеств, уникальные методы, основные операции, способы модификации.
Читайте также
2
Вопросы по теме "Работа с множествами"
Мощность множества показывает количество элементов в нем. По факту, это аналог функции len() для других коллекций. Более того, она же и применяется к множествам. Только правильно говорить мощность, а не длина множества.
Пример – Интерактивный режим
>>> st = {3, 4, 8, 89}
>>> lst = [1, 5, 4, 5, 5]
>>> len(st)
4
>>> len(lst)
5
Пример – Интерактивный режим
>>> st = {3, 4, 8, 89}
>>> lst = [1, 5, 4, 5, 5]
>>> len(st)
4
>>> len(lst)
5
Для удаления элемента из множества применяются 3 способа:
1 – pop() – удаляет случайный элемент и возвращает его, но вызовет ошибку, если множество пустое (нам для ответа не подходит)
2 – remove() – удаляет объект с конкретным значением, но вызовет ошибку, если его нет (опять же, не наш выбор)
3 – discard() – также удаляет определенный элемент, но не приводит к ошибке, если он отсутствует в данном множестве (как и требовалось ответить)
Пример – Интерактивный режим
>>> st = {3, 7, 8, 89}
>>> st.pop() # Просто удаляет какой-то выборочный элемент
>>> st.remove(9) # Ошибка KeyError: 9
KeyError: 9
>>> st.discard(9) # Хоть элемента нет, ошибка не возникает
1 – pop() – удаляет случайный элемент и возвращает его, но вызовет ошибку, если множество пустое (нам для ответа не подходит)
2 – remove() – удаляет объект с конкретным значением, но вызовет ошибку, если его нет (опять же, не наш выбор)
3 – discard() – также удаляет определенный элемент, но не приводит к ошибке, если он отсутствует в данном множестве (как и требовалось ответить)
Пример – Интерактивный режим
>>> st = {3, 7, 8, 89}
>>> st.pop() # Просто удаляет какой-то выборочный элемент
>>> st.remove(9) # Ошибка KeyError: 9
KeyError: 9
>>> st.discard(9) # Хоть элемента нет, ошибка не возникает
Объединение подразумевает формирование множества из всех элементов участников. Функционально оно осуществимо двумя способами:
1 – через метод union(). Сюда можно передать не только множество, но и другие итерабельные объекты (списки, кортежи, строки)
2 – через оператор |. По обе стороны от оператора обязаны быть множества.
Пример – Интерактивный режим
>>> st_1 = {3, 7, 8, 89}
>>> st_2 = {4, 100, 8}
>>> words = 'string spring'
>>> lst = [4, 4, 3, 55, 2]
# Метод union()
>>> st_1.union(st_2)
{3, 100, 4, 7, 8, 89}
>>> st_1.union(words)
{'g', 3, 'n', 7, 8, 't', ' ', 'r', 'i', 'p', 's', 89}
>>> st_1.union(lst)
{2, 3, 4, 7, 8, 55, 89}
# Через оператор |
>>> st_1 | st_2
{3, 100, 4, 7, 8, 89}
>>> st_1 | words
Ошибка TypeError
1 – через метод union(). Сюда можно передать не только множество, но и другие итерабельные объекты (списки, кортежи, строки)
2 – через оператор |. По обе стороны от оператора обязаны быть множества.
Пример – Интерактивный режим
>>> st_1 = {3, 7, 8, 89}
>>> st_2 = {4, 100, 8}
>>> words = 'string spring'
>>> lst = [4, 4, 3, 55, 2]
# Метод union()
>>> st_1.union(st_2)
{3, 100, 4, 7, 8, 89}
>>> st_1.union(words)
{'g', 3, 'n', 7, 8, 't', ' ', 'r', 'i', 'p', 's', 89}
>>> st_1.union(lst)
{2, 3, 4, 7, 8, 55, 89}
# Через оператор |
>>> st_1 | st_2
{3, 100, 4, 7, 8, 89}
>>> st_1 | words
Ошибка TypeError
Супермножество включает в себя все элементы другого множества и может быть равно с ним по мощности. Еще есть чистое супермножество, которое строго больше подмножества и содержит все его компоненты. Для проверки на супермножество можно использовать метод issuperset() или знак >=. Для чистого – только оператор >.
Пример – Интерактивный режим
>>> st_1 = {3, 7, 8, 89}
>>> st_2 = {7, 89}
>>> st_1.issuperset(st_2)
True
>>> st_1 >= st_2
True
>>> st_1 > st_2
True
>>> st_2.issuperset(st_1)
False
Пример – Интерактивный режим
>>> st_1 = {3, 7, 8, 89}
>>> st_2 = {7, 89}
>>> st_1.issuperset(st_2)
True
>>> st_1 >= st_2
True
>>> st_1 > st_2
True
>>> st_2.issuperset(st_1)
False
Так как элементы множества хешируются, их поиск осуществляется практически мгновенно. Чтобы найти объект списка, требуется его перебирать (в худшем случае полностью). Для оценки времени обнаружения конкретного значения проведем тест.
Пример – IDE
from time import perf_counter_ns
MAX_VALUE = 20_000_000
SEARCH_ITEM = 19_999_000
def measure_time(data):
____start = perf_counter_ns()
____SEARCH_ITEM in data
____return perf_counter_ns() - start
st = set(range(1, MAX_VALUE))
lst = list(range(1, MAX_VALUE))
print(f'Set search time: {measure_time(st)}ns')
print(f'List search time: {measure_time(lst)}ns')
Результат выполнения
Set search time: 4276ns
List search time: 299974854ns
Получается, в множестве элемент нашелся в тысячи раз быстрее.
Пример – IDE
from time import perf_counter_ns
MAX_VALUE = 20_000_000
SEARCH_ITEM = 19_999_000
def measure_time(data):
____start = perf_counter_ns()
____SEARCH_ITEM in data
____return perf_counter_ns() - start
st = set(range(1, MAX_VALUE))
lst = list(range(1, MAX_VALUE))
print(f'Set search time: {measure_time(st)}ns')
print(f'List search time: {measure_time(lst)}ns')
Результат выполнения
Set search time: 4276ns
List search time: 299974854ns
Получается, в множестве элемент нашелся в тысячи раз быстрее.
3
Задачи по теме "Работа с множествами"
Задача 1
На входе функция to_set() получает строку или список чисел. Преобразуйте их в множество. На выходе должно получиться множество и его мощность.
Задача 2
Имеется список с произвольными данными. Поставлена задача преобразовать его в множество. Если какие-то элементы нельзя хешировать, то пропускаем их. Функция list_to_set() выводит на печать получившееся множество.
Задача 3
На основании 3 исходных множеств (передаются в качестве аргументов функции diff()) требуется написать функцию, которая будет возвращать либо симметричную разность, либо просто разность (если дополнительный аргумент функции symmetric имеет значение False) приведенных объектов в порядке: 1-ое множество, 2-ое множество, 3-е множество.
Задача 4
Напишите функцию superset(), которая принимает 2 множества. Результат работы функции: вывод в консоль одного из сообщений в зависимости от ситуации:
1 - «Супермножество не обнаружено»
2 – «Объект {X} является чистым супермножеством»
3 – «Множества равны»
1 - «Супермножество не обнаружено»
2 – «Объект {X} является чистым супермножеством»
3 – «Множества равны»
Задача 5*
Предоставлен список натуральных чисел. Требуется сформировать из них множество. Если какое-либо число повторяется, то преобразовать его в строку по образцу: например, если число 4 повторяется 3 раза, то в множестве будет следующая запись: само число 4, строка 44 (второе повторение, т.е. число дублируется в строке), строка 444 (третье повторение, т.е. строка множится на 3). Реализуйте вывод множества через функцию set_gen().
4
Решения
Задача 1. Базовый уровень
Условие
На входе функция to_set() получает строку или список чисел. Преобразуйте их в множество. На выходе должно получиться множество и его мощность.
Список чисел или строка преобразуются в множество без возможных ошибок. Нужно просто обернуть их в конструктор и воспользоваться методом len() для получения ответа.
Решение – IDE
def to_set(element):
st = set(element)
return st, len(st)
# Тесты
print(to_set('я обычная строка'))
print(to_set([4, 5, 4, 6, 2, 9, 11, 3, 4, 2]))
Результат выполнения
({'к', 'б', 'я', 'ы', 'н', 'р', 'т', 'о', 'ч', ' ', 'с', 'а'}, 12)
({2, 3, 4, 5, 6, 9, 11}, 7)
Задача 2. Базовый уровень
Условие
Имеется список с произвольными данными. Поставлена задача преобразовать его в множество. Если какие-то элементы нельзя хешировать, то пропускаем их. Функция list_to_set() выводит на печать получившееся множество.
При решении придется проверять каждый элемент списка на хешируемость. Для этого воспользуемся классом Hashable из модуля collections.
Решение - IDE
from collections.abc import Hashable
def list_to_set(lst):
st = {item for item in lst if isinstance(item, Hashable)}
print(st)
# Тесты
list_to_set([1, [2]])
list_to_set([1, [2], 55, 55, {1, 2, 3}, (2, 2), 'string', 5.11])
Результат выполнения
{1}
{1, 5.11, 'string', 55, (2, 2)}
Читайте также
Задача 3. Базовый уровень
Условие
На основании 3 исходных множеств (передаются в качестве аргументов функции diff()) требуется написать функцию, которая будет возвращать либо симметричную разность, либо просто разность (если дополнительный аргумент функции symmetric имеет значение False) приведенных объектов в порядке: 1-ое множество, 2-ое множество, 3-е множество.
Разность двух множеств показывает уникальные элементы первого, которых нет во втором. Симметричная разность выводит уникальные компоненты обоих контейнеров, исключая общие для них. Решение можно провести как с помощью операторов, так и методов.
Вариант 1. При помощи операторов
Решение – IDE
def diff(set_1, set_2, set_3, symmetric=True):
if symmetric:
return set_1 ^ set_2 ^ set_3
return set_1 - set_2 - set_3
Вариант 2. При помощи методов
Решение – IDE
def diff(set_1, set_2, set_3, symmetric=True):
if symmetric:
return set_1.symmetric_difference(set_2).symmetric_difference(set_3)
return set_1.difference(set_2, set_3)
# Тесты
set_1 = {3, 4, 5, 6, 20}
set_2 = {4, 6, 7, 8, 9}
set_3 = {5, 3, 8, 1}
print(diff(set_1, set_2, set_3))
print(diff(set_1, set_2, set_3, asymmetric=False))
Результат выполнения
{1, 20, 7, 9}
{20}
Задача 4. Базовый уровень
Условие
Напишите функцию superset(), которая принимает 2 множества. Результат работы функции: вывод в консоль одного из сообщений в зависимости от ситуации:
1 - «Супермножество не обнаружено»
2 – «Объект {X} является чистым супермножеством»
3 – «Множества равны»
Для написания функции необходимо выявить подчиненность множеств, наличие чистого супермножества. При помощи print() вывести ответ по результатам оценки.
Решение - IDE
def superset(set_1, set_2):
if set_1 > set_2:
print(f'Объект {set_1} является чистым супермножеством')
elif set_1 == set_2:
print(f'Множества равны')
elif set_1 < set_2:
print(f'Объект {set_2} является чистым супермножеством')
else:
print('Супермножество не обнаружено')
# Тесты
set_1 = {1, 8, 3, 5}
set_2 = {3, 5}
set_3 = {5, 3, 8, 1}
set_4 = {90, 100}
superset(set_1, set_2)
superset(set_1, set_3)
superset(set_2, set_3)
superset(set_4, set_2)
Результат выполнения
Объект {8, 1, 3, 5} является чистым супермножеством
Множества равны
Объект {8, 1, 3, 5} является чистым супермножеством
Супермножество не обнаружено
Задача 5. * Продвинутый уровень
Условие
Предоставлен список натуральных чисел. Требуется сформировать из них множество. Если какое-либо число повторяется, то преобразовать его в строку по образцу: например, если число 4 повторяется 3 раза, то в множестве будет следующая запись: само число 4, строка «44» (второе повторение, т.е. число дублируется в строке), строка «444» (третье повторение, т.е. строка множится на 3). Реализуйте вывод множества через функцию set_gen().
Для решения удобно воспользоваться методом count().
Решение - IDE
def set_gen(lst):
index = 0
while index < len(lst):
cnt = lst.count(lst[index])
if cnt > 1:
lst[index] = str(lst[index]) * cnt
index += 1
return set(lst)
# Тесты
list_1 = [1, 1, 3, 3, 1]
list_2 = [5, 5, 5, 5, 5, 5, 5]
list_3 = [2, 2, 1, 2, 2, 5, 6, 7, 1, 3, 2, 2]
print(set_gen(list_1))
print(set_gen(list_2))
print(set_gen(list_3))
Результат выполнения
{1, 3, '111', '33', '11'}
{'5555555', 5, '55', '55555', '5555', '555555', '555'}
{1, 2, 3, 5, 6, 7, '22', '2222', '22222', '222', '11', '222222'}
Как вам материал?
Читайте также
Donation сайту smartiqa.ru
Все материалы проекта Smartiqa были и остаются бесплатными. Пожертвованные деньги пойдут на оплату хостинга, продление доменного имени, администрирование и развитие сайта.
Доступны 2 способа осуществления пожертвования:
1. Оплата через сайт сервиса "ЮMoney", что гарантирует корректность и безопасность процедуры оплаты.
2. Перевод напрямую на карту Тинькофф.
Обратите внимание, что в обоих случаях перевод осуществляется физическому лицу.
Доступны 2 способа осуществления пожертвования:
1. Оплата через сайт сервиса "ЮMoney", что гарантирует корректность и безопасность процедуры оплаты.
2. Перевод напрямую на карту Тинькофф.
Обратите внимание, что в обоих случаях перевод осуществляется физическому лицу.
Donation сайту smartiqa.ru
Все материалы проекта Smartiqa были и остаются бесплатными. Пожертвованные деньги пойдут на оплату хостинга, продление доменного имени, администрирование и развитие сайта.
Доступны 2 способа осуществления пожертвования:
1. Оплата через сайт сервиса "ЮMoney", что гарантирует корректность и безопасность процедуры оплаты.
2. Перевод напрямую на карту Тинькофф.
Обратите внимание, что в обоих случаях перевод осуществляется физическому лицу.
Доступны 2 способа осуществления пожертвования:
1. Оплата через сайт сервиса "ЮMoney", что гарантирует корректность и безопасность процедуры оплаты.
2. Перевод напрямую на карту Тинькофф.
Обратите внимание, что в обоих случаях перевод осуществляется физическому лицу.
Мы можем оповещать вас о важных статьях и новостях.
Дайджест Smartiqa
Мы можем оповещать вас о важных статьях и новостях. Как правило, это происходит в конце месяца - мы отбираем лучший контент и высылаем его вам на электронную почту.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности.
© All Rights Reserved. 2018 - 2020. Smartiqa Blog.
info@smartiqa.ru
info@smartiqa.ru