Создание множеств: {} и set() — литерал, список, строка

В прошлом уроке множество впервые появилось на сцене — теперь соберём все способы его создания в один урок. Их два: литерал с элементами в фигурных скобках и функция set(), которая собирает множество из готовой коллекции — списка, строки, другого множества. Звучит просто, но именно здесь прячется самая знаменитая ловушка Python: пустые фигурные скобки создают вовсе не множество. Разберём каждый способ и добьём ловушку до конца.

Два способа: литерал и set()

Литерал удобен, когда элементы известны заранее: перечисляем их в фигурных скобках через запятую. Функция set() — когда коллекция уже собрана в списке, например пришла из журнала:

colors_literal = {'красный', 'зелёный', 'синий'}
colors_from_list = set(['красный', 'зелёный', 'синий', 'красный'])
print(sorted(colors_literal))
print(sorted(colors_from_list))
print(len(colors_literal), len(colors_from_list))

['зелёный', 'красный', 'синий']
['зелёный', 'красный', 'синий']
3 3

Оба пути привели к одинаковым множествам из трёх цветов: set() отбросил четвёртый, повторный элемент списка. Выбор между способами — вопрос удобства: литерал для констант в коде, set() — когда элементы приходят из данных.

set() от списка: разбор и подсчёт

Типичный источник списков — журнал: запросы к сайту, события, письма. Множество отвечает на вопрос, какие значения встретились, за один вызов:

logs = ['get', 'post', 'get', 'put', 'post']
methods = set(logs)
print('запросов:', len(logs))
print('методов:', len(methods))
print(sorted(methods))

запросов: 5
методов: 3
['get', 'post', 'put']

Пять запросов, три метода — множество сжало журнал до перечня уникальных значений. Обратное превращение — из множества обратно в список — делается той же функцией с другой стороны: list(methods). Эта пара трюков, включая тонкость с потерей порядка, разобрана в уроке про дубликаты одной строкой.

set() от строки: уникальные символы

set() принимает любую перебираемую величину, и строка — перебираемая: по ней можно идти в цикле. Поэтому set() от строки собирает её уникальные буквы:

chars = set('молоко')
print(sorted(chars))
print(len('молоко'), len(chars))

['к', 'л', 'м', 'о']
6 4

В слове шесть букв, уникальных четыре: множество разобрало строку на символы и выкинуло повторы. Это самый короткий способ ответить, из каких букв состоит слово, или найти уникальные символы пароля:

word = 'колокол'
letters = set(word)
print('букв в слове:', len(word))
print('уникальных букв:', len(letters))
print(sorted(letters))

букв в слове: 7
уникальных букв: 3
['к', 'л', 'о']

Семь букв слова, три уникальных: к, л, о. Разность длин подсказывает, сколько символов повторилось — приём годится для быстрых проверок, например на повторы в коротких строках. Ещё одно следствие отсутствия порядка: у множества нет индексов. Обратиться к первому элементу нельзя — нет ни первого, ни второго:

methods = {'get', 'post'}
print(methods[0])

Traceback (most recent call last):
  File "app.py", line 2, in <module>
    print(methods[0])
          ~~~~~~~^^^
TypeError: 'set' object is not subscriptable

Элементы множества достают циклом for и проверкой in — последняя мгновенна и разобрана в уроке про оператор in. Порядок для печати собирает sorted: он возвращает список, а списки индексируют свободно.

Пустое множество — только set()

Теперь главная ловушка. По логике списков хочется написать пустые скобки и получить пустое множество. Но в Python фигурные скобки делят с словарями, и без элементов они означают словарь:

empty = set()
print(len(empty))
print(type(empty).__name__)
d = {}
print(type(d).__name__)

0
set
dict

Две строчки рядом — и два разных типа: set() дал множество нулевой длины, {} — словарь. Разница не только в названии: у словарей и множеств разные операции. Убедимся, что пустые скобки действительно ведут себя как словарь:

d = {}
d['анна'] = 2
print(d['анна'])

2

В запись с фигурными скобками молча добавилась пара ключ-значение — так ведёт себя словарь, а не множество. Программа не упала и не пожаловалась: ошибка прячется дальше по коду, там, где вместо множества внезапно окажется dict. Поэтому правило стоит выучить как рефлекс: пустое множество пишут set(), всегда.

Таблица: выражение и результат

Соберём все способы создания в одну таблицу — она стоит на скриншоте в каждом втором споре о множествах:

Сравнение через type — самый короткий способ отличить созданное множество от словаря. А что случится с недопустимым аргументом, видно на числе: перебирать его нельзя.

try:
    set(42)
except TypeError as e:
    print('Ошибка:', e)
print(len(set(range(5))))

Ошибка: 'int' object is not iterable
5

Число не перебирается — set() требует величину, по которой можно идти. Зато range подходит: set(range(5)) собрал пять чисел в множество. Правило простое: то, что умеет for, умеет и set().

Все способы создания на руках: литерал для перечисленных значений, set() для списков и строк, set() для пустого множества. Дальше элементы множества нужно пополнять по одному и пачками — этим занимаются add и update из следующего урока, а первое множество для разминки ждёт в уроке 1.