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你有真正把 Python Set 当作数学集合吗?

长江CJ • 6 年前 • 594 次点击  
阅读 16

你有真正把 Python Set 当作数学集合吗?

视频原文:Set Practice: learning from Python's set types - PyCon 2019PPT在这,作者为《流畅的 Python》作者Luciano Ramalho

set是 Python 非常重要的一种数据结构,不能包含相同的元素,几乎所有用过 Python 的人都知道,set有进行列表去重的功能。

但是鲜有人意识到了 set 在数学概念上的意义,那就是集合,能进行交集、并集这些操作。很多时候使用 set把问题抽象成一个集合问题,能使问题既简单又高效。

来看一下不同语言对于 set的支持情况:Python、.Net、Ruby 都很好地支持了 set数据结构。

0x00 Set 基础知识

set comprehension

in 查询

时间复杂度为O(1),应该 set 内部使用的是 hash table,所以判断元素在不在集合里面速度非常快。in 操作在底层实际上调用的是set__contains__方法。

早期的 Python 事实上也是没有 set 的,那时候用的是 dict 来模拟 set。

集合操作

python 内置了很多 operators,能让你像运算数学公式一样操作操作集合。

第20行是德摩根定律

methods

上述的 operators 底层是 set 定义的很多实用方法,下图在《流畅的 Python》里面有:

非数学相关的方法:

ABC

collections.abc定义了Set数据结构,setmutable set都实现了Setinterface。

0x01 Case 1

需求:查询所有满足这种需求的商品:商品的描述信息中保护 query 中出现过的所有单词。(display product if all words in the query appear in the product description.)

go 语言中是没有 set 这种数据结构的,判断语句如下:found flag 用来判断是不是要结束循环。嵌套循环很不优雅!

事实上这是一个集合问题,假设商品的描述为集合 D,查询语句为集合 Q,问题就变成了判断是否满足 Q ⊂ D。

0x02 Case 2

需求:标记所有 favorited 且不在购物车的商品。

事先让你写一个方法,你第一反应是和我一样,用循环来解决吗?比如这种:


chart_list = []
def filter_goods(goods_list):
    ret = []
    for goods in goods_list:
        if goods.favorited and goods not in charts_list:
            ret.append(goods)
    return ret
复制代码

这其实可以有更优雅的方法,可以把这个问题抽象成一个数学集合问题,设所有标记为喜欢的商品为集合 F,在购物车的商品为集合 C,那么要求的就是 F 和 非C 的交集∩。

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