Чем отличается множество от списка в питоне

Как и в любом языке программирования в Python существует несколько типов структур данных, это:

Списки

Это динамическая структура данных, которая может хранить объекты разнородных типов с произвольным доступом к элементам (на самом деле он последовательный, но мы можем получить доступ к любому элементу по его индексу). Индексация элементов списка начинается с нуля. Из операций над списками, на начальном этапе достаточно знать и уметь добавлять элементы в список и удалять их из него.

Создание объекта списка происходит так:

добавление и удаление элемента в/из списка происходит следующим образом:

Надо сказать, что все операции так называемые in place, то есть в результате ничего не возвращается и новый список не создается.

Чтобы добавить несколько элементов в список можно использовать оператор + , как в строке 2 B = B + [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ] , тогда если изначальный список был B = [ 0 , 5 ] , то посте операции он станет B = [ 0 , 5 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ] . Важно!! если вы используете B . append ([ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]) , то получите B = [ 0 , 5 ,[ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]] , то есть добавите список как объект в список. Чтобы результат был идентичен, вместо append нужно использовать extend: B . extend ([ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 ]) .

Также список поддерживает методы очистки clear () и сортировки sort () .

Срез списка задается в формате A[N:M], при этом элемент с номером N включается в срез, а M — нет.

Для проверки наличия элемента в списке существует оператор in , пример:

Пример «список четных чисел»

Создадим список, содержащий все четные числа от нуля до некоторого N

Массивы

Масивы в python подобны спискам, за исключением того, что хранят элементы одного и того же типа (basic type). Тип массив (array) реализован в пакете array, для его использования, сначала нужно его импортировать.

Конструктор массивов имеет формат:

array . array ( typecode ,[ initializer ])

typecode — один из типов Типы

На 64-битной машине размер элементов в байтах будет следующим

Type code	C Type	Python type	Minimum size in bytes
‘b’	signed char	int	1
‘B’	unsigned char	int	1
‘u’	Py_UNICODE	Unicode character	2
‘h’	signed short	int	2
‘H’	unsigned short	int	2
‘i’	signed int	int	4
‘I’	unsigned int	int	4
‘l’	signed long	int	8
‘L’	unsigned long	int	8
‘q’	signed long long	int	8
‘Q’	unsigned long long	int	8
‘f’	float	float	4
‘d’	double	float	8

Массивы поддерживают те же операции, что и списки

Кортежи

Кортежем или tuple называется неизменяемый список. Создается он следующим образом:

И соответственно кортеж не поддерживает операции добавления, сортировки, вставки, удаления, расширения. Среди поддерживаемых операций — конкатенация

Здесь стоит отметить, что в отличие от списка, где новый элемент просто добавляется в конец, происходит создание нового объекта.

Для кортежей доступ к элементу и выполнение срезов эквивалентно спискам, отсутствует лишь возможность изменять кортеж.

Для проверки наличия элемента в кортеже все аналогично спискам.

Словари

Словари или ассоциативные массивы — это еще один способ представления данных, отличие словаря от списка в том, что индексами могут быть не только целые числа, но и любые объекты Python. В случае индексов — любые hashable объекты.

Создать ассоциативный массив просто:

Чтобы поместить значение в ассоциативный массив, достаточно присвоить значение выбранному индексу, например B [ 10 ] = ‘Hello’ или B [ «12» ] = 12 .

Из этих примеров видно, что индекс может быть действительно любым объектом, равно как и присваиваемое значение.

У словаря есть два важных метода: keys() и values() . Первый возвращает список ключей, второй — список значений.

В случае словаря B , при вызове B.keys() мы получим [10, «12»] , а при вызове B.values() — [‘Hello’, 12]

Важно

При добавлении элементов в список, кортеж или словарь имейте ввиду, для atomic (immutable) и basic типов, создается ссылка на новый объект и помещается в словарь, для остальных объектов в словарь помещается ссылка на существующий объект. Если он в дальнейшем изменяется, то изменяется и содержимое словаря, кортежа, списка.

Как видите, изменение ссылочного объекта вне словаря/списка/кортежа ведет к изменению его в словаре/списке/кортеже

Множества

Это динамическая структура, содержащая уникальные значения. Множество может содержать лишь hashable объекты. Определяется так:

Поддерживает все операции над множествами: включение, исключение, пересечение, объединение.

Множества чрезвычайно полезны, если нам нужно получить количество различающихся элементов или вычислить спектр значений дискретной переменной.

Или в задачах где заведомо требуется уникальность каждого элемента в списке.

С помощью множества (точнее преобразования списка во множество) можно удалить дубликаты из исходной последовательности:

Чем отличаются list, tuple и set? Зачем они нужны?

List (список), tuple (кортеж), set (множество) — это встроенные структуры данных языка python. Каждая из них имеет свои возможности и ограничения. Это позволяет выбрать наиболее подходящий способ хранения информации в программе.

List (список)

Базовая структура данных в python. Элементы в списке хранятся последовательно, каждому из них присвоены индексы, начиная с нуля. В отличие от массива, список может хранить объекты любого типа.

Создание списка

Доступные методы

my_list.append(x) — добавляет x в конец списка
my_list.clear() — очищает список
my_list.copy() — возвращает копию списка my_list
my_list.count(x) — возвращает кол-во элементов со значением x
my_list.extend(x) — добавляет элементы списка x к концу списка my_list
my_list.index(x,start,end) — возвращает индекс первого найденного x, можно задать промежуток для поиска (опционально)
my_list.insert(index, x) — вставляет x на заданную позицию
my_list.pop(index) — возвращает элемент с указанным индексом и удаляет его, если индекс не указан — возвращается и удаляется последний элемент
my_list.remove(x) — удаляет первый элемент со значением x
my_list.reverse() — инвертирует порядок элементов в списке
my_list.sort(key=x) сортирует список на основе функции x

В каких случаях использовать?

Для хранения элементов, объединенных каким либо признаком. В случае, если изменение элементов и/или расширение списка не предполагается, следует использовать неизменяемый аналог — кортеж.

Tuple (кортёж)

Кортеж — это неизменяемый и более быстрый аналог списка. Он защищает хранимые данные от непреднамеренных изменений и может использоваться в качестве ключа в словарях (словарь — ассоциативный массив в python).

Создание кортежа.

Доступные методы

my_tuple.count(x) — возвращает кол-во элементов со значением x
my_tuple.index(x,start,end) — возвращает индекс первого найденного x, можно задать промежуток для поиска (опционально)

В каких случаях использовать?

Для хранения данных вместо списка (если они не предполагают изменений).

Set (множество)

Множество — это набор уникальных элементов в случайном порядке (неупорядоченный список). Множества примечательны тем, что операция проверки “принадлежит ли объект множеству” происходит значительно быстрее аналогичных операций в других структурах данных.

Создание множества

Доступные методы

my_set.add(x) — добавляет x во множество
my_set.difference(x) — возвращает множество элементов my_set, которые не входят во множество x
my_set.difference_update(x) — удаляет из множества my_set все элементы, которые входят во множество x
my_set.discard(x) — удаляет элемент x из my_set
my_set.intersection(x) — возвращает элементы общие для множеств my_set и x
my_set.intersection_update(x) — удаляет из множества my_set элементы, которых нет во множестве x
my_set.isdisjoint(x) — возвращает true если my_set и x не содержат одинаковых значений
my_set.issubset(x) — возвращает true если все элементы my_set входят во множество x
my_set.issuperset(x) — возвращает true если все элементы x входят во множество my_set
my_set.pop() — возвращает и удаляет первый (на данный момент) элемент множества
my_set.remove(x) — удаляет x из множества
my_set.symmetric_difference(x) — возвращает все элементы из x и my_set, которые встречаются только в одном из множеств
my_set.symmetric_difference_update(x) — обновляет исходное множество таким образом, что оно будет состоять из всех элементов x и my_set, которые встречаются только в одном из множеств
my_set.union(x) — возвращает новое множество, состоящее из всех элементов x и my_set
my_set.update(x) — добавляет в my_set все элементы x

В каких случаях использовать?

Когда необходимо проверять принадлежит ли значение набору уникальных элементов и отсутствует необходимость поддерживать порядок в данном наборе.

Попробуйте бесплатные уроки по Python

Получите крутое код-ревью от практикующих программистов с разбором ошибок и рекомендациями, на что обратить внимание — бесплатно.

Python для начинающих: какая разница между tuple, list и set?

Язык программирования Python предоставляет четыре встроенных типа данных для хранения коллекций из объектов. Все они наделены различными свойствами и характеристиками: list (список), tuple (кортеж), set (множество) и dictionary (словарь).

В статье обсудим различия между списками, кортежами, множествами и словарями, а также поразмышляем, когда лучше использовать каждый из встроенных типов последовательностей Python.

Примечание: поскольку словарь связывает соответствующие значения с ключами, а это совсем другой сценарий использования по сравнению со списками, множествами и кортежами (которые просто содержат значения), словарь не участвует в обсуждении.

Встроенные типы данных Python для хранения коллекций объектов

Зачем вообще выбирать?

По большей части любая из последовательностей Python применяется на практике без особых проблем, в любом приложении. Однако представьте, что перед вами поставлена легендарная задача найти иголку в стоге сена: какой тип данных Python эффективнее всего справится с такой задачей с точки зрения скорости и памяти?

Может стог сена — это список? Как насчет кортежа? Почему бы не использовать множества всегда? На какие предостережения следует обратить внимание?

Отличия между списком, кортежем и множеством

Отличие 1: дубликаты.
Говоря проще, List и Tuple в Python как двойняшки разного пола, а тип данных Set для них как двоюродный брат. В отличие от списков или кортежей, множество не содержит дубликатов. Другими словами, элементы множества всегда уникальны. Получается, что множество удобно удаляет дубликаты, словно создано именно для этого.

Отличие 2: упорядоченность.
Наверняка вы слышали утверждение “множества и словари в Python не упорядочены”, но на сегодняшний день — это лишь половина правды в зависимости от того, какой версией Python вы пользуетесь. До Python версии 3.6 словари и множества действительно не сохраняли порядок элементов, но начиная с Python 3.7, dictionary и set официально упорядочены по времени добавления элементов. А вот list и tuple — это всегда упорядоченные последовательности объектов.

Отличие 3: индексация.
Что списки, что кортежи — оба поддерживают индексацию и срезы, а вот множества — нет.

Когда выбирать список, а когда — кортеж?

Как упоминалось в руководстве ранее, кортеж — неизменяемый тип данных, тогда как список — изменяемый. Кроме того, размер кортежа фиксированный, а вот размер списка — динамический.

Список подходит, если:

Последовательность планируется изменять.
Планируется постепенно добавлять новые элементы в последовательность или удалять старые.

Кортеж подходит, если:

Последовательность НЕ планируется изменять.
Все, что нужно от последовательности — это возможность поочередно перебирать постоянный набор элементов.
Нужна последовательность элементов для ее назначения в качестве ключа словаря. Поскольку списки — это изменяемый тип данных, их нельзя применять в качестве ключей словаря.
Важна скорость выполнения операций с последовательностью: из-за отсутствия возможности изменения, кортежи работают куда быстрее списков.

Когда выбирать множества?

Базовая структура типа данных “множество” — это хеш-таблица (Hash Table). Поэтому множества очень быстро справляются с проверкой элементов на вхождение, например содержится ли объект x в последовательности a_set .

Идея заключается в том, что поиск элемента в хэш-таблице — это операция O(1), то есть операция с постоянным временем выполнения.

Получается, всегда надо использовать множество?

По сути, если не нужно хранить дубликаты, то множество будет лучшим выбором, чем список.

Выводы

“Преждевременная оптимизация — корень всех зол”.

Итак, самое главное, что вам стоит запомнить по поводу списков, кортежей и множеств.

Если необходимо хранить дубликаты, то выбирайте список или кортеж.
Если НЕ планируется изменять последовательность после ее создания, то выбирайте кортеж, а не список.
Если НЕ нужно хранить дубликаты, то воспользуйтесь множеством, так как они значительно быстрее определяют наличие объекта в последовательности.

В конечном итоге, по большей части не стоит слишком сильно задумываться о том, какого же типа данных последовательностью воспользоваться.

Главное — помнить о похожих чертах и особенностях встроенных типов данных Python.

Python для начинающих: какая разница между tuple, list и set?

Зачем вообще выбирать?

Отличия между списком, кортежем и множеством

Отличие 1: дубликаты.
Говоря проще, List и Tuple в Python как двойняшки разного пола, а тип данных Set для них как двоюродный брат. В отличие от списков или кортежей, множество не содержит дубликатов. Другими словами, элементы множества всегда уникальны. Получается, что множество удобно удаляет дубликаты, словно создано именно для этого.

Отличие 2: упорядоченность.
Наверняка вы слышали утверждение “множества и словари в Python не упорядочены”, но на сегодняшний день — это лишь половина правды в зависимости от того, какой версией Python вы пользуетесь. До Python версии 3.6 словари и множества действительно не сохраняли порядок элементов, но начиная с Python 3.7, dictionary и set официально упорядочены по времени добавления элементов. А вот list и tuple — это всегда упорядоченные последовательности объектов.

Отличие 3: индексация.
Что списки, что кортежи — оба поддерживают индексацию и срезы, а вот множества — нет.

Когда выбирать список, а когда — кортеж?

Список подходит, если:

Последовательность планируется изменять.
Планируется постепенно добавлять новые элементы в последовательность или удалять старые.

Кортеж подходит, если:

Последовательность НЕ планируется изменять.
Все, что нужно от последовательности — это возможность поочередно перебирать постоянный набор элементов.
Нужна последовательность элементов для ее назначения в качестве ключа словаря. Поскольку списки — это изменяемый тип данных, их нельзя применять в качестве ключей словаря.
Важна скорость выполнения операций с последовательностью: из-за отсутствия возможности изменения, кортежи работают куда быстрее списков.

Когда выбирать множества?

Получается, всегда надо использовать множество?

По сути, если не нужно хранить дубликаты, то множество будет лучшим выбором, чем список.

Выводы

“Преждевременная оптимизация — корень всех зол”.

Итак, самое главное, что вам стоит запомнить по поводу списков, кортежей и множеств.

Если необходимо хранить дубликаты, то выбирайте список или кортеж.
Если НЕ планируется изменять последовательность после ее создания, то выбирайте кортеж, а не список.
Если НЕ нужно хранить дубликаты, то воспользуйтесь множеством, так как они значительно быстрее определяют наличие объекта в последовательности.

Главное — помнить о похожих чертах и особенностях встроенных типов данных Python.

Чем отличается множество от списка в питоне