При работе с данными в Python вы можете столкнуться с ситуациями, когда вам нужно использовать наборы или замороженные наборы. Наборы и замороженные наборы — это два типа данных, которые обычно используются в Python для хранения коллекций уникальных элементов. Хотя оба они во многом похожи, между ними есть некоторые важные различия. В этом сообщении блога мы рассмотрим различия между наборами и замороженными наборами, а также то, когда вы должны использовать один вместо другого.
Набор и замороженный набор — это два встроенных типа данных коллекции в Python, которые используются для хранения коллекции уникальных элементов. В то время как набор является изменчивым, что означает, что мы можем добавлять, удалять или изменять элементы в наборе, замороженный набор является неизменным и не может быть изменен после создания.
Различия между набором и замороженным набором
- Изменчивость. Как упоминалось ранее, набор может быть изменен, а FrozenSet — неизменяем. Это означает, что мы можем добавлять или удалять элементы из набора, но не из замороженного набора.
- Использование памяти. Поскольку набор является изменяемым, для хранения элементов требуется больше памяти по сравнению с Frozenset, который неизменяем и требует меньше памяти.
- Хешируемость. Набор может содержать только объекты, которые можно хешировать, т. е. объекты, хеш-значение которых остается постоянным на протяжении всего их жизненного цикла. С другой стороны, замороженный набор может содержать любой неизменяемый объект, включая другие замороженные наборы.
- Итерация: и набор, и замороженный набор поддерживают итерацию, но, поскольку замороженный набор неизменяем, его можно повторять более эффективно, чем набор.
Случаи использования набора и замороженного набора
- Удаление дубликатов. Одним из наиболее распространенных вариантов использования set является удаление дубликатов из списка или любой другой последовательности. Поскольку наборы содержат только уникальные элементы, мы можем преобразовать последовательность в набор, что автоматически удалит дубликаты.
my_list = [1, 2, 3, 2, 1, 4, 5, 4] my_set = set(my_list) print(my_set) # Output: {1, 2, 3, 4, 5}
2. Тестирование на членство. И набор, и замороженный набор эффективны для тестирования на членство. Мы можем использовать оператор in
, чтобы проверить, присутствует ли элемент в наборе или в замороженном наборе.
my_set = {1, 2, 3, 4, 5} if 3 in my_set: print("Element found") else: print("Element not found")
3. Сохранение хэшируемых элементов. Поскольку наборы содержат только хэшируемые элементы, они полезны, когда нам нужно хранить коллекцию уникальных хэшируемых элементов.
my_set = {'apple', 'banana', 'cherry'}
4. Хеширование ключей в словаре: поскольку FrozenSet неизменяем, его можно использовать в качестве ключа в словаре, тогда как set нельзя использовать в качестве ключа, поскольку он является изменяемым.
my_dict = {frozenset({1, 2}): 'value'} print(my_dict) # Output: {frozenset({1, 2}): 'value'}
5. Использование памяти. Что касается использования памяти, frozenset
занимает меньше памяти, чем обычный set
. Это связано с тем, что set
является изменяемым, что означает, что его элементы могут быть добавлены, удалены или изменены после его создания. В результате set
необходимо выделить дополнительную память, чтобы учесть эти изменения. С другой стороны, frozenset
является неизменяемым, поэтому ему не требуется дополнительное выделение памяти, что делает его более эффективным с точки зрения использования памяти.
Чтобы продемонстрировать это, вы можете использовать функцию sys.getsizeof()
в Python для проверки использования памяти объектами.
import sys s = {1, 2, 3, 4, 5} fs = frozenset(s) print(sys.getsizeof(s)) # output: 736 print(sys.getsizeof(fs)) # output: 224
Подводя итог, можно сказать, что set
и frozenset
являются важными типами данных в Python, которые предлагают уникальные возможности для обработки коллекций уникальных элементов. set
является изменяемым и может быть изменено, а frozenset
является неизменным и не может быть изменено после создания. set
предлагает более быстрые операции для модификаций, а frozenset
предлагает более эффективное использование памяти для коллекций только для чтения.
При выборе между set
и frozenset
решение должно основываться на конкретном варианте использования и требованиях приложения. Если вам нужна коллекция, которую можно модифицировать или обновлять с течением времени, то set
— лучший выбор. С другой стороны, если у вас есть коллекция только для чтения, которая не будет изменяться, то frozenset
обеспечивает лучшую эффективность использования памяти и может использоваться в качестве хешируемого ключа для словарей и других структур данных.