Python基础入门掌握（八）
集合应用
集合（set）是一种非常有用的数据结构，它用于存储不重复的元素。集合支持数学上的集合操作，如并集、交集和差集等，这使得它们在处理唯一性问题时特别有用。无论是去重、成员检查还是进行集合运算，集合都能提供简洁而高效的解决方案。本文将详细介绍如何使用集合
第一部分：介绍
集合是Python中的一种无序且不重复的元素集合。基本特性包括：
无序性：集合中的元素没有固定的顺序。
唯一性：集合中的每个元素都是唯一的，不允许重复。
可变性：集合是可变的，可以动态添加或删除元素。
集合的基本定义方式如下：
my_set = {1, 2, 3}也可以通过set()函数从其他序列类型（如列表或元组）创建集合。
第二部分：使用场景与示例
示例 1: 基本集合定义及打印
# 定义一个简单的集合fruits = {"苹果", "香蕉", "橙子"}# 打印整个集合print("水果集合:", fruits)使用场景: 存储一组唯一的项目，如用户的兴趣标签。
示例 2: 添加元素到集合
# 向集合中添加新元素fruits.add("草莓")# 打印更新后的集合print("更新后的水果集合:", fruits)使用场景: 动态收集额外的信息，如用户注册后逐步完善个人资料。
示例 3: 删除集合中的元素
# 从集合中移除指定元素fruits.remove("香蕉")# 打印更新后的集合print("移除香蕉后的水果集合:", fruits)使用场景: 清理过时或不需要的数据，如从用户档案中删除不再适用的信息。
示例 4: 集合的并集操作
# 定义两个集合set1 = {"苹果", "香蕉", "橙子"}set2 = {"草莓", "蓝莓", "橙子"}# 计算两个集合的并集union_set = set1.union(set2)# 打印并集结果print("两个集合的并集:", union_set)使用场景: 合并来自不同来源的数据，如整合多个API响应的结果。
示例 5: 集合的交集操作
# 计算两个集合的交集intersection_set = set1.intersection(set2)# 打印交集结果print("两个集合的交集:", intersection_set)使用场景: 查找两个数据集之间的共同元素，如找出同时喜欢两种水果的用户。
示例 6: 集合的差集操作
# 计算第一个集合相对于第二个集合的差集difference_set = set1.difference(set2)# 打印差集结果print("第一个集合相对于第二个集合的差集:", difference_set)使用场景: 筛选出属于某一集合但不属于另一集合的元素，如查找只喜欢一种水果的用户。
示例 7: 检查集合是否为另一个集合的子集
# 检查一个集合是否为另一个集合的子集is_subset = set1.issubset(set2)# 打印检查结果print("set1 是否为 set2 的子集:", is_subset)使用场景: 确认某个数据集是否完全包含于另一个数据集中，如验证权限设置。
示例 8: 使用集合去重
# 定义一个包含重复元素的列表numbers = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]# 使用集合去重unique_numbers = set(numbers)# 打印去重后的集合print("去重后的数字集合:", unique_numbers)使用场景: 快速去除列表中的重复元素，如清理用户输入数据。
示例 9: 遍历集合元素
# 遍历并打印集合中的所有元素for fruit in fruits:print(fruit)使用场景: 处理批量数据，如显示一组相关联的信息。
示例 10: 使用集合进行条件过滤
# 定义一个包含多个字符串的列表words = ["apple", "banana", "orange", "strawberry"]# 使用集合过滤掉长度小于6的单词filtered_words = {word for word in words if len(word) >= 6}# 打印过滤后的集合print("过滤后的单词集合:", filtered_words)使用场景: 从大量数据中筛选出符合条件的部分，如过滤掉无效的用户数据。
示例 11: 集合对称差集操作
# 计算两个集合的对称差集symmetric_difference_set = set1.symmetric_difference(set2)# 打印对称差集结果print("两个集合的对称差集:", symmetric_difference_set)使用场景: 找出两个集合中独有的元素，如比较两个版本的产品差异。
函数定义
第一部分：介绍
函数是Python中的一种可重用代码块，它允许我们将一组相关的操作封装在一起，以便于调用和重复使用。基本语法如下：
def function_name(parameters):"""文档字符串"""# 函数体return result
def关键字用于定义一个新函数。
function_name是函数的名字。
parameters（参数）是传递给函数的值，可以为空。
return语句用于返回结果，也可以省略，此时函数默认返回None。
函数不仅有助于减少代码冗余，还能提高程序的模块化程度，便于调试和维护。
第二部分：使用场景与示例
示例 1: 基本函数定义及调用
# 定义一个简单的函数来打印欢迎信息def welcome_message():print("欢迎来到我们的网站！")# 调用函数welcome_message()使用场景: 提供用户反馈或提示信息，如登录成功后的欢迎消息。
示例 2: 带参数的函数
# 定义一个带参数的函数来个性化欢迎信息def personalized_welcome(name):print(f"欢迎你, {name}!")# 调用函数并传入参数personalized_welcome("张三")使用场景: 根据用户输入动态生成内容，如定制化的问候语。
示例 3: 返回值的函数
# 定义一个返回计算结果的函数def add_numbers(a, b):return a + b# 调用函数并接收返回值result = add_numbers(5, 3)print("两数之和:", result)使用场景: 执行数学运算或其他需要返回结果的操作，如计算器应用。
示例 4: 使用默认参数
# 定义一个带有默认参数的函数
def greet_user(name="访客"):
print(f"你好, {name}!")
# 调用函数时可以不提供参数
greet_user()
greet_user("李四")
使用场景: 当某些参数具有常见值时，可以设置默认参数以简化调用，如配置文件中的默认设置。
示例 5: 可变数量的参数
# 定义一个接受任意数量参数的函数
def concatenate_strings(*args):
return ''.join(args)
# 调用函数并传入多个参数
result = concatenate_strings("Hello", " ", "World")
print("连接后的字符串:", result)
使用场景: 处理不确定数量的数据，如合并多个文本片段。
示例 6: 关键字参数
# 定义一个接受关键字参数的函数
def describe_pet(animal_type, pet_name):
print(f"我有一只{animal_type}, 它的名字叫{pet_name}.")
# 调用函数时指定参数名
describe_pet(animal_type="狗", pet_name="旺财")
使用场景: 当参数较多且容易混淆时，使用关键字参数可以使调用更加清晰，如API请求中的参数传递。
示例 7: 文档字符串
# 定义一个带有文档字符串的函数
def calculate_area(radius):
"""
计算圆的面积
参数:
radius (float): 圆的半径
返回:
float: 圆的面积
"""
import math
return math.pi * radius ** 2
# 调用help查看文档字符串
help(calculate_area)
使用场景: 为函数添加注释，帮助其他开发者理解函数的功能和使用方法。
示例 8: 递归函数
# 定义一个递归函数来计算阶乘
def factorial(n):
if n == 0:
return 1
else:
return n * factorial(n - 1)
# 调用函数
result = factorial(5)
print("5的阶乘:", result)
使用场景: 解决需要反复调用自身的复杂问题，如树结构遍历或数学上的递归公式。
示例 9: 匿名函数（lambda）
# 使用lambda表达式定义匿名函数
double = lambda x: x * 2
# 调用匿名函数
result = double(5)
print("两倍值:", result)
使用场景: 创建简单的单行函数，尤其适用于临时性操作，如列表排序或过滤。
示例 10: 函数作为参数传递
# 定义一个接受函数作为参数的函数
def apply_function(func, value):
return func(value)
# 调用函数并传入另一个函数作为参数
result = apply_function(lambda x: x ** 2, 4)
print("平方值:", result)
使用场景: 实现高阶函数，增强代码的灵活性和功能性，如回调函数或装饰器。
示例 11: 内部函数
# 定义一个包含内部函数的函数
def outer_function(x):
def inner_function(y):
return x + y
return inner_function
# 调用外部函数并获取内部函数
inner = outer_function(3)
result = inner(2)
print("内部函数的结果:", result)
使用场景: 封装特定逻辑，避免全局命名空间污染，如封装辅助函数或闭包。