Learning Objectives
- 集合（set）的宣告與運算：元素不重複、沒有順序
- 集合相關的方法：add、remove、discard、clear，以及包含關係的判斷
- 聯集、交集、差集、對稱差集的運算子與方法
- 集合生成式（set comprehension）
為什麼需要集合
有些問題只在乎「有沒有」，不在乎順序和次數：一門課有哪些學生、一篇文章用了哪些字、 兩個人都修了哪些課。這時候用集合（set）最直接。
- 集合的元素不會重複：放進重複的值，只會留下一個。
- 集合沒有順序（unordered），所以沒有索引，也不能切片。
- 用大括號
{}括起來、逗號分隔；或用set()把其他資料轉成集合。 - 空集合只能寫
set()，因為{}代表空字典。大括號裡有key: value的是字典，只有一個個值的是集合。 - 集合裡可以放數字、字串、元組等不可變的資料，不能放串列。
集合擅長兩件事：成員測試（x in s）與聯集、交集、差集這類集合運算。
不重複：去除重複的元素
第 2 行放了 5 個字串，但右邊的集合只會有 3 個元素。第 8 行示範最常見的用法：把串列轉成集合來去除重複。
注意：視覺化工具為了方便閱讀，會把集合的元素排序後顯示；真正的集合沒有順序，
print()印出的順序不一定是排好的。需要固定順序時，請用sorted()。
新增與移除元素
remove() 和 discard() 都會移除元素，差別在元素不存在時：remove() 引發 KeyError，discard() 安靜地什麼都不做。
想一想：集合的特性
下面的程式會印出什麼？
s = set([3, 1, 3, 2, 1])
s.add(2)
print(len(s))
下面的程式會印出什麼？
a = {}
b = set()
print(type(a).__name__, type(b).__name__)
s = {1, 2, 3} 之後執行 s.remove(5)，會發生什麼事？
集合運算對照表
| 運算子 | 方法 | 名稱 | {1, 2, 3} 與 {2, 3, 4} |
|---|---|---|---|
a | b |
a.union(b) |
聯集（union） | {1, 2, 3, 4} |
a & b |
a.intersection(b) |
交集（intersection） | {2, 3} |
a - b |
a.difference(b) |
差集（difference） | {1} |
a ^ b |
a.symmetric_difference(b) |
對稱差集 | {1, 4} |
a <= b |
a.issubset(b) |
a 包含於 b（子集合） | False |
a >= b |
a.issuperset(b) |
a 包含 b（超集合） | False |
a.isdisjoint(b) |
兩者沒有交集 | False |
< 與 > 是「真子集」「真超集合」：兩個集合相等時為 False。
每個運算都有一個「更新」版本，會直接修改 a：a |= b（update）、a &= b（intersection_update）、
a -= b（difference_update）、a ^= b（symmetric_difference_update）。
聯集、交集、差集、對稱差集
每一行同時用運算子和方法算一次，結果相同。看第 7 行：print() 印出 {8, 6, 7}，順序和大小無關，這正是「集合沒有順序」的表現。
包含關係與更新版方法
前幾行只回答 True 或 False，不會改變集合；第 8 行和第 10 行的 &=、|= 則會直接修改 s1，看右邊的物件如何變化。
集合生成式
寫法和串列生成式一樣，只是外面換成大括號；產生的結果會自動去除重複。
追蹤集合運算
下面的程式會印出什麼？
a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5}
print(sorted(a - b), sorted(a ^ b))
下面的程式會印出什麼？
s = {n % 3 for n in range(10)}
print(len(s))
實作：比較兩人的修課清單
alice 與 bob 是兩位同學的修課清單（alice 不小心重複登記了一門）。請用集合運算完成三個 TODO：印出兩人都修的課、只有 alice 修的課（兩者都排序後印出），以及兩人總共修了幾門不同的課。
重點精華回顧
- 集合（set）的元素不重複、沒有順序，所以不能用索引或切片；常用來去除重複與做成員測試。
- 空集合要寫
set()；{}是空字典。集合裡不能放串列。 - 新增
add()；移除remove()（找不到會 KeyError）、discard()（找不到不出錯）、clear()（全部清空）。 - 聯集
|、交集&、差集-（有方向性）、對稱差集^，各有對應的方法；&=、|=等會直接修改集合。 - 子集合
<=／issubset，超集合>=／issuperset，沒有交集isdisjoint。 - 集合生成式：
{運算式 for 變數 in 可走訪物件 if 條件}。 - 需要固定順序時用
sorted()；視覺化工具顯示的排序只是為了方便閱讀。