【Pythonプログラミング入門】自作のデスクトップアプリを作る！Tkinterで簡単！〜VTuberと学習〜 【初心者向け】

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目次

1. セクション 7. セット
2. Python Set タイプの紹介
3. セットのサイズを取得する
4. 要素がセット内にあるかどうかを確認する
5. セットへの要素の追加
6. セットからの要素の削除
7. セットから要素を返す
   1. セットからすべての要素を削除する
8. セットを凍結
9. セット要素のループ
10. 概要
11. Python 集合内包表記の紹介
    1. if 句の例を使用した Python の集合内包表記
12. 概要
13. セットユニオンの紹介
14. union()メソッドを使用したユニオン セット
15. | を使用した和集合 オペレーター
16. union() メソッドと set union 演算子の比較
17. 概要
18. 集合の対称差の紹介
    1. 1) symmetric_difference() メソッドを使用してセットの対称差を見つける
    2. 2) 対称差演算子 (^) を使用してセットの対称差を見つける
    3. メソッド vs 対称差分演算子( symmetric_difference()^)
19. 概要

セクション 7. セット

• Set – Set 型について説明し、set 要素を効果的に操作する方法を示します。
• 集合内包– より簡潔で洗練された構文で既存の集合に基づいて新しい集合を作成できるように、集合内包について説明します。
• セットのunion()結合 –メソッドまたはセット結合演算子 ( )を使用して、2 つ以上のセットを結合する方法を示します&。
• セットの交差 – 交差 () メソッドまたはセット交差演算子 (|) を使用して、2 つ以上のセットを交差させる方法を示します。

Python Set タイプの紹介

Python セットは、不変要素の順序付けられていないリストです。その意味は：

• セット内の要素は順不同です。
• セット内の要素は一意です。セットは要素の重複を許可しません。
• セット内の要素は変更できません。たとえば、数値、文字列、およびタプルにすることはできますが、リストまたは辞書にすることはできません。

Python でセットを定義するには、中括弧を使用します{}。例えば：

skills = {'Python programming','Databases', 'Software design'}

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

辞書も中括弧を使用しますが、その要素はキーと値のペアです。

空のセットを定義するために、次のように中かっこを使用することはできません。

empty_set = {}

…空の辞書を定義しているためです。

したがって、組み込みset()関数を使用する必要があります。

empty_set = set()

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

空のセットは、ブールコンテキストでは False と評価されます。例えば：

skills = set()


if not skills:
print('Empty sets are falsy')


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

Empty sets are falsy

コード言語:  PHP  ( php )

実際、イテラブルをset()関数に渡してセットを作成できます。たとえば、反復可能なリストを次のset()ように関数に渡すことができます。

skills = set(['Problem solving','Critical Thinking'])
print(skills)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'Critical Thinking', 'Problem solving'}

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

要素の元の順序が保持されない場合があることに注意してください。

iterable に重複する要素がある場合、set()関数はそれらを削除します。例えば：

characters = set('letter')
print(characters)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'r', 'l', 't', 'e'}


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

この例では、文字列'letter'に e と t の 2 つの文字が含まれており、set() によってそれぞれが削除されます。

セットのサイズを取得する

セット内の要素の数を取得するには、組み込みlen()関数を使用します。

len(set)


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

例えば：

ratings = {1, 2, 3, 4, 5}
size = len(ratings)


print(size)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

5


要素がセット内にあるかどうかを確認する

セットに要素が含まれているかどうかを確認するには、次のin演算子を使用します。

element in set

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

セットに要素が含まれている場合、演算子inは戻ります。Trueそれ以外の場合は、 を返しますFalse。例えば：

ratings = {1, 2, 3, 4, 5}
rating = 1


if rating in ratings:
print(f'The set contains {rating}')

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

The set contains 1

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

演算子を否定するには、in演算子を使用しnotます。例えば：

ratings = {1, 2, 3, 4, 5}
rating = 6


if rating not in ratings:
print(f'The set does not contain {rating}')


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

The set does not contain 6

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

セットへの要素の追加

セットに要素を追加するには、次のadd()メソッドを使用します。

set.add(element)


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

例えば：

skills = {'Python programming', 'Software design'}
skills.add('Problem solving')


print(skills)


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

セットからの要素の削除

セットから要素を削除するには、次のremove()メソッドを使用します。

set.remove(element)


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

例えば：

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}
skills.remove('Software design')


print(skills)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'Problem solving', 'Python programming'}

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

セットに存在しない要素を削除すると、エラーが発生します ( KeyError)。例えば：

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}
skills.remove('Java')


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

エラー：

KeyError: 'Java'

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

エラーを回避するにinは、要素を削除する前に、要素がセット内にあるかどうかを演算子を使用して確認する必要があります。

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}
if 'Java' in skills:
skills.remove('Java')


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

より便利にするために、セットにはdiscard()要素を削除できるメソッドがあります。要素がリストにない場合、エラーは発生しません。

set.discard(element)


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

例えば：

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}
skills.discard('Java')


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

セットから要素を返す

セットから要素を削除して返すには、pop()メソッドを使用します。

セット内の要素には特定の順序がないため、pop()メソッドは未指定の要素をセットから削除します。

次のコードを複数回実行すると、毎回異なる値が表示されます。

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}
skill = skills.pop()


print(skill)


コード言語:  PHP  ( php )

セットからすべての要素を削除する

セットからすべての要素を削除するには、次のclear()メソッドを使用します。

set.clear()


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

例えば：

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}
skills.clear()


print(skills)


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

set()


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

セットを凍結

セットを不変にするには、組み込み関数 を使用しますfrozenset()。はfrozenset()、既存のセットから新しい不変セットを返します。例えば：

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}
skills = frozenset(skills)


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

その後、セットの要素を変更しようとすると、エラーが発生します。

skills.add('Django')


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

エラー：

AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

セット要素のループ

セットは反復可能であるため、for ループを使用してその要素を反復処理できます。例えば：

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}


for skill in skills:
print(skill)


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

Software design
Python programming
Problem solving

ループ内の現在の要素のインデックスにアクセスするには、組み込みenumerate()関数を使用できます。

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}


for index, skill in enumerate(skills):
print(f"{index}.{skill}")


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

0.Software design
1.Python programming
2.Problem solving

コード言語:  CSS  ( css )

デフォルトでは、インデックスはゼロから始まります。これを変更するには、開始値をenumerate()関数の 2 番目の引数に渡します。例えば：

skills = {'Problem solving', 'Software design', 'Python programming'}


for index, skill in enumerate(skills, 1):
print(f"{index}.{skill}")

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

1.Python programming
2.Problem solving
3.Software design

コード言語:  CSS  ( css )

コードを実行するたびに、セット要素が異なる順序で取得されることに注意してください。

次のチュートリアルでは、セットに対して次のような便利な操作を実行する方法を学習します。

• セットの和集合
• 集合の交点
• セットの違い
• セットの対称差

概要

• セットは、不変要素の順序付けられていないコレクションです。

Python 集合内包表記の紹介

3 つのタグで構成される次のセットがあるとします。

tags = {'Django', 'Pandas', 'Numpy'}

コード言語:  Python  ( python )

セット内のタグを小文字の別のタグ セットに変換するには、次のforループを使用できます。

tags = {'Django', 'Pandas', 'Numpy'}

lowercase_tags = set()
for tag in tags:
lowercase_tags.add(tag.lower())


print(lowercase_tags)

コード言語:  Python  ( python )

出力：

{'django', 'numpy', 'pandas'}

コード言語:  Python  ( python )

使い方：

• まず、tagsセットの各要素を反復処理します。
• 次に、各タグを小文字に変換し、新しいセットに追加します ( lowercase_tags)

map()または、ラムダ式で組み込み関数を使用できます。

tags = {'Django', 'Pandas', 'Numpy'}
lowercase_tags = set(map(lambda tag: tag.lower(), tags))


print(lowercase_tags)

コード言語:  Python  ( python )

このmap()関数はマップ オブジェクトを返すため、set()関数を使用してそれをセットに変換する必要があります。

コードをより簡潔にするために、Python は次のように集合内包表記の構文を提供します。

{expression for element in set if condition}

コード言語:  Python  ( python )

セット内包表記を使用すると、既存のセットに基づいて新しいセットを作成できます。

集合内包表記は、次の手順を実行します。

• まず、セットの要素を反復処理します。
• 次に、expression各要素に を適用します
• 3 番目に、式の結果の要素の新しいセットを作成します。

さらに、集合内包表記を使用するconditionと、if句の a を介して式を適用する要素を選択できます。

セット内包表記は新しいセットを返しますが、元のセットは変更しないことに注意してください。

前の例に戻ると、tags次のセット内包表記を使用して、セット内のすべてのタグを変換できます。

tags = {'Django', 'Pandas', 'Numpy'}
lowercase_tags = {tag.lower() for tag in tags}


print(lowercase_tags)

コード言語:  Python  ( python )

この構文は間違いなく for ループよりも簡潔に見え、map()関数よりも洗練されています。

if 句の例を使用した Python の集合内包表記

を除くセットのすべての要素tagsを小文字に変換するとしますNumpy。

これを行うには、次のように集合内包表記に条件を追加できます。

tags = {'Django', 'Pandas', 'Numpy'}
new_tags = {tag.lower() for tag in tags if tag != 'Numpy'}


print(new_tags)


コード言語:  Python  ( python )

出力：

{'django', 'pandas'}

コード言語:  Python  ( python )

概要

• Python の集合内包表記を使用して、既存のセットの各要素に式を適用することにより、既存のセットに基づいて新しいセットを作成します。

セットユニオンの紹介

2 つのセットの和集合は、両方のセットの異なる要素を含む新しいセットを返します。

次のセットがあるとします。

s1 = {'Python', 'Java'}
s2 = {'C#', 'Java'}

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

s1 セットと s2 セットの和集合は、次のセットを返します。

{'Java','Python', 'C#'}

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

通常、ベン図を使用して、2 つのセットの結合を示します。例えば：

union()メソッドを使用したユニオン セット

Python では、2 つ以上のセットを結合するには、次のunion()メソッドを使用します。

new_set = set.union(another_set, ...)


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

s1次の例は、とs2セットを結合する方法を示しています。

s1 = {'Python', 'Java'}
s2 = {'C#', 'Java'}

s = s1.union(s2)


print(s)


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'Python', 'Java', 'C#'}


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

| を使用した和集合 オペレーター

Python は集合和演算子 | を提供します。これにより、2 つのセットを結合できます。

new_set = set1 | set2

set1セット ユニオン演算子 (|) は、との両方からの個別の要素で構成される新しいセットを返しますset2。

次の例は、結合演算子 (|) を使用してs1とs2セットを結合する方法を示しています。

s1 = {'Python', 'Java'}
s2 = {'C#', 'Java'}

s = s1 | s2


print(s)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'Java', 'C#', 'Python'}


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

union() メソッドと set union 演算子の比較

実際、このunion()メソッドは 1 つ以上のiterablesを受け入れ、iterables をセットに変換し、ユニオンを実行します。

次の例は、リストをunion()メソッドに渡す方法を示しています。

rates = {1, 2, 3}
ranks = [2, 3, 4]

ratings = rates.union(ranks)


print(ratings)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{1, 2, 3, 4}

ただし、ユニオン演算子 ( |) はセットのみを許可し、メソッドのようなイテラブルは許可しませんunion()。

次の例では、エラーが発生します。

rates = {1, 2, 3}
ranks = [2, 3, 4]


ratings = rates | ranks

エラー：

TypeError: unsupported operand type(s) for |: 'set' and 'list'

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

結論として、union()メソッドはイテラブルを受け入れますが、ユニオン演算子はセットのみを許可します。

概要

• 2 つ以上のセットを結合すると、両方のセットから異なる値が返されます。
• union()2 つ以上の集合を結合するには、メソッドまたは集合結合演算子 (|) を使用します。
• このunion()メソッドは 1 つ以上の iterable を受け入れますが、set union 演算子 ( |) はセットのみを受け入れます。

集合の対称差の紹介

2 つのセット間の対称的な違いは、いずれかのセットに含まれる要素のセットですが、それらの交差にはありません。

次のs1ands2セットがあるとします。

s1 = {'Python', 'Java', 'C++'}
s2 = {'C#', 'Java', 'C++'}

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

s1とセットの対称差はs2、次のセットで返されます。

{'C#', 'Python'}

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

出力から明確にわかるように、戻りセットの要素は ins1またはs2set のいずれかですが、それらの交差にはありません。

次のベン図は、s1とs2セットの対称的な違いを示しています。

symmetric_difference()Python では、setメソッドまたは対称差分演算子 ( )を使用して、2 つ以上のセットの対称差分を見つけることができます^。

1) symmetric_difference() メソッドを使用してセットの対称差を見つける

このSet型には、symmetric_difference()2 つ以上のセットの対称差を返すメソッドがあります。

new_set = set1.symmetric_difference(set2, set3,...)


たとえば、次はs1とs2セットの対称差を検出します。

s1 = {'Python', 'Java', 'C++'}
s2 = {'C#', 'Java', 'C++'}

s = s1.symmetric_difference(s2)


print(s)


コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'C#', 'Python'}


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

このsymmetric_difference()メソッドは新しいセットを返し、元のセットを変更しないことに注意してください。

2) 対称差演算子 (^) を使用してセットの対称差を見つける

setsymmetric_difference()メソッドを使用する以外に、対称差演算子 ( ^) を使用して、2 つ以上のセット間の対称差を見つけることができます。

new_set = set1 ^ set2 ^...

次の例は、対称差分演算子 ( ^) をs1およびs2セットに適用する方法を示しています。

s1 = {'Python', 'Java', 'C++'}
s2 = {'C#', 'Java', 'C++'}

s = s1 ^ s2


print(s)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{'Python', 'C#'}


コード言語:  JavaScript  ( javascript )

メソッド vs 対称差分演算子( symmetric_difference()^)

このメソッドは、文字列、リスト、または辞書symmetric_difference()の1 つ以上のiterableを受け入れます。

iterable がセットでない場合、メソッドはそれらの対称差を返す前にそれらをセットに変換します。

次の例は、このメソッドを使用しsymmetric_difference()てセットとリストの対称差を見つける方法を示しています。

scores = {7, 8, 9}
ratings = [8, 9, 10]
new_set = scores.symmetric_difference(ratings)


print(new_set)

コード言語:  PHP  ( php )

出力：

{10, 7}

ただし、対称差分演算子 ( ^) はセットにのみ適用されます。セットではないイテラブルで使用すると、エラーが発生します。例えば：

scores = {7, 8, 9}
ratings = [8, 9, 10]
new_set = scores ^ ratings


print(new_set)

コード言語:  PHP  ( php )

エラー：

TypeError: unsupported operand type(s) for ^: 'set' and 'list'

コード言語:  JavaScript  ( javascript )

概要

• 2 つ以上のセット間の対称的な違いは、すべてのセットに含まれる要素のセットですが、それらの交差にはありません。
• setsymmetric_difference()メソッドまたは対称差演算子 ( ^) を使用して、2 つ以上のセットの対称差を見つけます。

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