Python 的内置函数 frozenset

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def frozenset(x):
    '''
    类型转换为 frozenset

    :param x: 一个变量
    :return: 转换为 frozenset 后的值
    '''

Python 的内置函数 frozenset 用于创建一个不可变的集合对象，它继承了普通集合（set）的所有特性，如无序性、元素唯一性等，但关键区别在于 frozenset 一旦创建就不能被修改，因此它是可哈希的（hashable）。这使得 frozenset 可以作为字典的键或其他集合的元素，而普通的可变集合（set）则不具备这种能力。

主要特性

1. 不可变性：与 set 不同，frozenset 不能通过 add()、remove() 等方法修改其内容。尝试修改会引发 AttributeError。

2. 可哈希性：由于不可变，frozenset 可哈希，可以作为字典的键或另一个集合的元素。例如：

   fs = frozenset([1, 2, 3])
   d = {fs: "value"}  # 合法操作
   

3. 支持集合操作：frozenset 支持所有集合操作，如并集（|）、交集（&）、差集（-）等，但这些操作会返回新的 frozenset 对象而非修改原对象。

创建方式

通过 frozenset() 构造函数创建，参数可以是任何可迭代对象（如列表、元组、字符串等）。若未提供参数，则返回空 frozenset。

fs1 = frozenset([1, 2, 3])       # 从列表创建
fs2 = frozenset("hello")         # 从字符串创建（元素为字符）
fs3 = frozenset()                # 空 frozenset

典型应用场景

1. 字典的键：当需要集合作为键时，必须使用 frozenset。

   graph = {
       frozenset(["A", "B"]): 10,
       frozenset(["B", "C"]): 5,
   }
   

2. 集合的元素：嵌套集合时，内部集合必须是 frozenset。

   s = {frozenset([1, 2]), frozenset([3, 4])}
   

3. 数据去重与缓存：在需要缓存集合结果或确保数据不可篡改的场景中使用。

示例对比

# 可变集合（set）的局限性
s = {1, 2}
d = {s: "error"}  # TypeError: unhashable type: 'set'

# 使用 frozenset 解决
fs = frozenset(s)
d = {fs: "valid"}  # 成功

frozenset 的出现丰富了集合的应用场景frozenset ，尤其是在需要不可变性和可哈希性的场景中。

frozenset是 Python 中不可变集合的实现，它的存在大大扩展了集合的应用范围。与普通 set 相比，frozenset 具有以下几个重要特点和优势：

1. 作为字典键：由于 frozenset 是不可变的，它可以被用作字典的键，而普通 set 则不行。这在需要建立集合到值的映射时特别有用。

   valid = frozenset(['name', 'age'])
   data = {valid: 'user_info'}
   

2. 集合元素：frozenset 可以作为其他集合的元素，而普通 set 不能。

   s = {frozenset([1,2]), frozenset([3,4])}
   

3. 缓存优化：由于 frozenset 不可变，可以安全地进行缓存和重用，提高性能。

4. 线程安全：在多线程环境中，frozenset 的不可变性保证了线程安全。

5. 数学运算：在需要进行集合运算但又不希望原始集合被修改的场景下，frozenset 是完美的选择。

6. 数据验证：可以用作常量集合来验证数据，确保集合内容不会被意外修改。

frozenset 支持所有集合的操作（如 union、intersection 等），但不会修改自身，而是返回新的 frozenset 对象。这一特性使其在函数式编程范式下特别有价值。