Подмножества в Python: issubset и issuperset

Пересечение из урока 7 показывало, что общего, разность из урока 8 — чего не хватает. Остался последний вопрос про пару множеств: вкладывается ли один комплект в другой. Склад и минимальная закупка, обязательные поля и заполненная форма, инструменты и рюкзак — везде спрашивают: всё ли нужное на месте. Ответ — флаг True или False, одной строкой без циклов.

issubset: всё ли из нужного есть

need — что требуется, stock — что есть на складе. Проверяем, можно ли собрать комплект без докупки:

need = {'молоток', 'гвозди'}
stock = {'гвозди', 'молоток', 'пила', 'уровень'}

print(need.issubset(stock))
print(need <= stock)

True
True

Метод и оператор <= отвечают одинаково: всё из need нашлось в stock. Оператор читается как «меньше или равно»: левое множество не больше правого по составу, каждый его элемент есть в правом.

issuperset: тот же вопрос с другой стороны

Можно спросить и наоборот: покрывает ли склад потребность. Метод issuperset и оператор >= — зеркальный взгляд на ту же проверку:

need = {'молоток', 'гвозди'}
stock = {'гвозди', 'молоток', 'пила', 'уровень'}

print(stock.issuperset(need))
print(stock >= need)
print(need.issubset(stock) == stock.issuperset(need))

True
True
True

a.issubset(b) и b.issuperset(a) — одна и та же проверка с двух сторон. Выбирайте ту формулировку, которая читается естественно: склад покрывает заказ или заказ входит в склад. Смысл не меняется — меняется только точка зрения.

Когда чего-то не хватает

Если комплект не собирается, ответ False — а разность из урока 8 подскажет, чего именно не хватает:

need = {'молоток', 'шуруповёрт'}
stock = {'гвозди', 'молоток', 'пила'}

print(need.issubset(stock))
print(sorted(need - stock))

False
['шуруповёрт']

Пара «флаг плюс разность» — типичный ход: сначала быстрый вопрос, потом список недостающего для сообщения пользователю. Флаг решает, пускать ли дальше; разность объясняет, что докупить.

Строгие знаки: < и >

<= засчитывает и полное равенство: равные множества — подмножества друг друга. Если нужно именно строгое вложение — внутри есть лишнее, — берут < и >:

small = {'чай', 'кофе'}
big = {'чай', 'кофе', 'какао'}

print(small < big)
print(small <= big)
print(small <= small)
print(small < small)

True
True
True
False

Чай и кофе — собственное подмножество большого набора: < подтверждает, ведь в big есть лишнее какао. А само с собой множество сравнивается только нестрого: < даёт False, потому что множества равны, и «внутри» ничего лишнего нет.

Пустое множество и равные комплекты

Два крайних случая полезно знать заранее. Пустое множество — подмножество любого множества: в нём нет ни одного элемента, который мог бы не найтись. А равные множества — подмножества друг друга: проверка <= отвечает True в обе стороны, что бы ни говорил порядок перечисления.

empty = set()
stock = {'чай', 'кофе'}

print(empty.issubset(stock))
print(stock <= stock)
print({'чай', 'кофе'} == {'кофе', 'чай'})

True
True
True

Порядок в множестве ничего не значит — об этом урок 1: одинаковые комплекты равны независимо от того, в какой последовательности их записали. Поэтому третий ответ True.

Метод принимает список, оператор — нет

Как и методы разности, issubset и issuperset принимают любую коллекцию. Удобно: проверить команду против списка обязательных имён можно без превращения списка в множество. Глеб не входит в список обязательных — метод отвечает False:

team = {'Анна', 'Глеб'}
required = ['Анна', 'Борис', 'Вера']

print(team.issubset(required))

False

team = {'Анна', 'Глеб'}
required = ['Анна', 'Борис', 'Вера']

print(team <= required)

Traceback (most recent call last):
  File "app.py", line 4, in <module>
    print(team <= required)
          ^^^^^^^^^^^^^^^^
TypeError: '<=' not supported between instances of 'set' and 'list'

Сообщение честно называет пару типов: между set и list сравнение <= не поддерживается. Правило то же, что у разности: операторы — для множеств, методы — для всего подряд.

Проверка комплектов на практике

required = {'email', 'имя'}
filled = {'email', 'имя', 'телефон'}

print(required <= filled)
print(sorted(filled - required))

True
['телефон']

Обязательные поля на месте, телефон — необязательное дополнение. Обратная задача — поймать пропуски — записывается той же парой: флаг решает, а разность перечисляет, чего не хватает.

Что дальше

На проверках вкладывания семья операций множеств завершена: добавление, удаление, поиск, объединение, пересечение, разность и подмножества покрывают повседневную работу. Дальше — первый гость из мира неизменяемости: в уроке 10 знакомимся с frozenset, множеством, которое нельзя менять, и узнаём, зачем оно словарям.