python中的集合和字典

集合（set）和字典（dict）是 Python 中两种常用的内建数据结构，它们都基于哈希表（hash table）实现，具有一些相似的特性，但也有显著的不同。下面是它们的详细比较：

1. 数据存储形式

• 集合（set）：

  • 存储的是无序的、唯一的元素。集合中的每个元素必须是可哈希的，并且没有重复的值。
  • 示例：

    python

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    s = {1, 2, 3, 4} # 集合中的元素是唯一的

• 字典（dict）：

  • 存储的是键值对（key-value pairs）。字典中的每个元素都是一个映射，包含一个键（key）和一个值（value）。
  • 键（key）是唯一的，且必须是可哈希的，而值（value）可以是任意类型，且可以重复。
  • 示例：

    python

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    d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3} # 键值对，其中 'a'、'b'、'c' 是键，1、2、3 是对应的值

2. 操作与功能

• 集合（set）：

  • 集合没有键值对，只能存储元素。常见操作有：
    • 添加元素：add()。
    • 删除元素：remove() 或 discard()。
    • 计算集合的并集、交集、差集等：例如 union(), intersection(), difference() 等。
    • 查找元素是否存在：in 运算符。

  示例：

  python

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  s = {1, 2, 3} s.add(4) # 添加元素 s.remove(2) # 删除元素 print(3 in s) # 检查元素是否在集合中，返回 True

• 字典（dict）：

  • 字典存储键值对，可以根据键访问、修改或删除对应的值。常见操作有：
    • 添加键值对：通过赋值操作 d[key] = value。
    • 删除键值对：del d[key] 或 pop()。
    • 获取值：get(key)（如果键不存在时不会抛出异常，返回 None 或指定的默认值）。
    • 查找键是否存在：in 运算符。

  示例：

  python

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  d = {'a': 1, 'b': 2} d['c'] = 3 # 添加新的键值对 del d['b'] # 删除键 'b' print('a' in d) # 检查键 'a' 是否在字典中，返回 True print(d.get('c')) # 获取键 'c' 的值，返回 3

3. 元素访问

• 集合（set）：

  • 集合没有索引，不能通过索引或位置访问元素，只能遍历集合。访问操作仅能判断元素是否存在。
  • 示例：

    python

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    s = {1, 2, 3} print(1 in s) # 检查元素 1 是否在集合中，返回 True

• 字典（dict）：

  • 字典允许通过键来访问对应的值。
  • 示例：

    python

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    d = {'a': 1, 'b': 2} print(d['a']) # 通过键 'a' 访问值，返回 1

4. 重复元素

• 集合（set）：

  • 集合中的元素必须是唯一的。如果尝试添加重复的元素，集合不会改变。
  • 示例：

    python

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    s = {1, 2, 3} s.add(2) # 试图添加重复的元素 2 print(s) # 输出 {1, 2, 3}，集合不会包含重复元素

• 字典（dict）：

  • 字典中的键（key）必须是唯一的。如果尝试添加重复的键，会更新该键对应的值，而不会增加新的键值对。
  • 示例：

    python

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    d = {'a': 1, 'b': 2} d['a'] = 3 # 键 'a' 的值被更新为 3 print(d) # 输出 {'a': 3, 'b': 2}

5. 性能

• 集合（set）：

  • 集合在添加、查找、删除元素时的时间复杂度通常是 O(1)，因为它基于哈希表实现。
  • 集合只存储元素，没有关联的值，因此它适用于需要去重或进行集合运算（如并集、交集等）时。

• 字典（dict）：

  • 字典在查找、插入和删除键值对时的时间复杂度也是 O(1)（在哈希表没有冲突的情况下）。
  • 字典适用于需要通过键快速访问值的场景。

6. 应用场景

• 集合（set）：
  • 用于需要确保元素唯一的情况，比如去重、集合运算（并集、交集、差集）、检查元素是否存在等。
  • 例如，在求交集、并集等操作时，可以使用集合。
• 字典（dict）：
  • 用于需要存储键值对的数据结构，例如快速查找、映射、存储配置信息、数据库等。
  • 字典在构建索引、缓存、计数等应用中非常有用。

7. 空集合和空字典的定义

• 空集合：

  • 创建一个空集合时，需要使用 set()，因为 {} 是空字典的语法。
  • 示例：

    python

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    empty_set = set() # 创建一个空集合

• 空字典：

  • 创建一个空字典时，使用 {} 或 dict()。
  • 示例：

    python

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    empty_dict = {} # 创建一个空字典

class Solution:
    def intersection(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
        return list(set(nums1) & set(nums2))

 

class Solution:
    def intersection(self, nums1: List[int], nums2: List[int]) -> List[int]:
    # 使用哈希表存储一个数组中的所有元素
        table = {}
    #遍历 nums1 中的每个元素 num。table.get(num, 0) 获取 num 在字典 table 中的当前计数（如果num 不在字典中，则默认值为 0）。将 num 对应的计数值加 1，并更新字典 table 中的该值
        for num in nums1:
            table[num] = table.get(num, 0) + 1
        
        # 使用集合存储结果
        res = set()
        for num in nums2:
            if num in table:
                res.add(num)
#set中没有重复的元素即使重复添加num set也只会有一个num 所以下面这一行不是必须的
                del table[num]
        
        return list(res)