L?? ch03 — set (集合)

L?? ch03 — set (集合)

重複を排除し、和・差・積を一発で計算する型

ゴール

• set を作れる (リテラル / set() / set(list))
• 重複を排除できる
• 和集合 / 積集合 / 差集合を計算できる
• in で高速メンバシップ判定ができる

最小例

# main.py
a = {1, 2, 3, 2, 1}
print(a)            # → {1, 2, 3} (重複が消える)
print(type(a))      # → <class 'set'>

uv run python main.py

set の作り方

s1 = {1, 2, 3}            # リテラル (要素が必要)
s2 = set()                # 空集合は set() ({} は dict!)
s3 = set([1, 2, 2, 3])    # list から作ると重複が消える → {1, 2, 3}
s4 = set("hello")         # 文字列も iterable → {'h','e','l','o'}

> 注意: 空の集合を {} で作ると dict になる。空 set は必ず set()。

集合演算

a = {1, 2, 3}
b = {2, 3, 4}

a | b   # 和集合  → {1, 2, 3, 4}
a & b   # 積集合  → {2, 3}
a - b   # 差集合  → {1}
a ^ b   # 対称差  → {1, 4}

メソッド版もある: a.union(b), a.intersection(b), a.difference(b), a.symmetric_difference(b)

要素の追加・削除

s = {1, 2, 3}
s.add(4)        # → {1, 2, 3, 4}
s.add(2)        # 既にあるので何も起きない
s.remove(3)     # → {1, 2, 4}   (無いと KeyError)
s.discard(99)   # 無くてもエラーにならない

メンバシップ判定 (高速)

users = {"alice", "bob", "carol"}
print("alice" in users)   # → True
print("dave"  in users)   # → False

• list の in は O(n)、set の in は 平均 O(1)
• 「存在チェックだけしたい」なら set が圧倒的に速い

重複排除の定番パターン

ids = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4]
unique = list(set(ids))   # → [1, 2, 3, 4]  (順序は保証されない)

> 順序を保ちたいなら dict.fromkeys(ids) を使う (Python 3.7+)。

よくある間違い

# ❌ 空集合のつもりが dict
empty = {}
print(type(empty))   # → <class 'dict'>

# ❌ set にリストは入れられない (unhashable)
s = {[1, 2]}         # TypeError

# ✅ tuple は入れられる (hashable)
s = {(1, 2), (3, 4)}

drill

drill/ — 2 つの list から「両方にある要素」と「どちらかにしかない要素」を求める

拡張課題

1. frozenset: 不変の集合。dict のキーや別の set の要素になれる

   fs = frozenset([1, 2, 3])
   nested = {fs, frozenset([4, 5])}   # set の中に入れられる
   

1. 部分集合判定: <= < >= > で集合の包含関係を見る

   {1, 2} <= {1, 2, 3}   # True (部分集合)
   

1. set 内包表記: list 内包と同じ記法で set を作れる

   squares = {x * x for x in range(5)}   # {0, 1, 4, 9, 16}
   

よくある詰まり

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