セット型

Chatpter.1 - セット型とは

セット型 (set) とは

リストや辞書と同じようなデータ構造をしています。
見た目はリストに、性質は辞書に似ています。

こんな書き方をします。

nums = {1, 2, 3, 4, 5}

titles = {'セットの花嫁', 'セット会の一存', '怪盗セットテール'}

{ } で囲います。辞書と同じです。

空のセットを作る場合はこう書きます。
```
set_blank = set()
```
set()← 空のセットはこの様に表示される
set_blank = {} と書くと辞書型になってしまうので注意！

リストとセットの相違点

順序の保持： リストは要素の順序を保持しますが、セットは要素の順序を
保証しません。
インデックスの利用： リストは要素に対してインデックスを使用して
アクセスできますが、セットは順序がないため、インデックスを用いた
アクセスができません。
重複する要素： リストは同じ要素を複数回持つことができますが、
セットは重複を許容しません。セット内の要素は一意である必要があります。
可変性： リストは可変（mutable）であり、要素の追加、変更、削除が可能です。
一方で、セットも可変ですが、一度作成したセット内の要素は変更できません。
セットに新しい要素を追加することはできます。
リテラル表現の違い： リストは角括弧 [] を使用して表現されますが、
セットは波括弧 {} を使用します。

< ChatGPT の回答を一部加筆修正 >

セットの特徴をまとめると、

リストの [ ] が { } になる。: 見た目はリストに似ています。
辞書のキーにあたるものが、セットの値になる。: 辞書のキーと同じく、セットの値も重複を絶対に許しません。絶対にだ。
キーが無いので添字も無く、要素に特殊な方法でアクセスして利用します。
辞書のキーと同じように、セットの値も変更できない。: 不変(イミュータブル)の型を使う必要があります。

セットの使いどころの１つとして手短に言うと、
「順序を必要としない」「重複する値は不要。１つあればいい」

こういうリストを作ろうとしたら、そこは代わってセットの出番です。

既に存在する値を追加するとこうなります。
```
nums = {1, 2, 3, 4, 5}
nums.add(1)   # セットは.add() で追加
print(nums)
```
{1, 2, 3, 4, 5}

慣れる為にも自分で打ち込んでみよう！
何も変化がありません。
値の重複を許さないので無視されたのです。ひどい...。

重複する値があるセットは、こうなります。
```
nums = {1, 2, 3, 4, 5, 3, 2}
print(nums)
```
{1, 2, 3, 4, 5}

慣れる為にも自分で打ち込んでみよう！
やはり値が一意にまとめられてしまいました。

重複する値があるリストをセットにすると、こうなります。
```
nums = [1, 2, 3, 4, 5, 3, 2]
set_nums = set(nums)    # set() を使ってセットに変換
print(set_nums)
```
{1, 2, 3, 4, 5}

慣れる為にも自分で打ち込んでみよう！
これもやはり値が一意にまとめられてしまいました。

まとめられちゃダメみたいな言い方しましたけど、この特性を活かした使い途があるからこそ存在する機能なのです。
それはもう無限の可能性を秘めたすごい機能です。

Chatpter.2 - 一意だョ！全員集合

セットの使い方

セットの使いどころ

多くの可能性を秘めているセット型ですが、大きく分けて２つの使い方があります。
１つ目は「値が一意である特性」を活かした使い方です。
簡単なところで、こんな問題があったとします。

次の数列の中から、二番目に大きな数を求めて下さい。

[7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]

max() 関数では一番大きな数しか求められません。
リストのまま求めようとすると・・・想像しただけで面倒です。

そんな時、 set() が役に立ちます。

nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]
set_nums = set(nums)
sorted_nums = sorted(set_nums, reverse=True)
print(sorted_nums[1])

↓

nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]

set_nums = set([7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8])

sorted_nums = sorted(set_nums, reverse=True)
print(sorted_nums[1])

↓ set() で重複を削除する

nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]

set_nums = {7, 4, 3, 9, 1, 8}

sorted_nums = sorted(set_nums, reverse=True)
print(sorted_nums[1])

↓

nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]
set_nums = {7, 4, 3, 9, 1, 8}

sorted_nums = sorted({7, 4, 3, 9, 1, 8}, reverse=True)

print(sorted_nums[1])

↓ ソートの結果がリストになって返る

nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]
set_nums = {7, 4, 3, 9, 1, 8}

sorted_nums = [9, 8, 7, 4, 3, 1]

print(sorted_nums[1])

↓

nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]
set_nums = {7, 4, 3, 9, 1, 8}
sorted_nums = [9, 8, 7, 4, 3, 1]

print([9, 8, 7, 4, 3, 1][1])

↓

nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]
set_nums = {7, 4, 3, 9, 1, 8}
sorted_nums = [9, 8, 7, 4, 3, 1]

print(8)

8

次に紹介する２つ目は、数学の「集合」を使った演算です。
集合や集合演算はちょっと難しいので、この後新しく説明します。

集合と集合演算

「集合」は、一意の値をグループにしたもので、セットの { } そのものです。
$集合 = セット$ です。
「〇種類で１セット」のセットです。
まともに説明すると説明量が多すぎるので、集合について学びたい方は数学の集合か、情報処理の集合を別途学んでみてください。~~数学は苦手~~割愛します。😎
でも全然わからなくても、集合の事というよりはset() でこんなことができるよ～くらいの情報分だけ簡単に扱いますので、どうぞ肩の力を抜いて気楽に読んでいってください。

使えるようになると捗るset()で扱う「集合演算しゅうごうえんざん」は、まずこの３つです。

和集合	$\|$	２つの集合をあわせる
差集合	$-$	集合2に含まれる値を集合1から取り除く
積集合	$&$	２つの集合のどちらにもある値だけにする

とりあえずなんのこっちゃですけど、それぞれをプログラムで説明します。

和集合

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
union_nums = set(nums1) | set(nums2)

print(union_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
union_nums = set([1, 2, 2, 3]) | set([2, 3, 4, 5])

print(union_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
union_nums = {1, 2, 3} | {2, 3, 4, 5}

print(union_nums)

↓ セットとセットを | で繋ぐと、

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
union_nums = {1, 2, 3, 4, 5}

print(union_nums)

{1, 2, 3, 4, 5}

１つのセットになって重複した値が削除されます。

「複数のセットを１つのセットにまとめた」のが和集合の結果になります。

| は「バーティカル・バー」と言って、[Shift] + \ で打ち込めます。
\ は、Backspace←キーの左にあるほう(¥)です。

セットも辞書と同じように + で繋ぐことはできません。

union_nums = {1, 2, 3} + {2, 3, 4, 5}
print(union_nums)

Traceback (most recent call last):
  File "Main.py", line 1, in <module>
    union_nums = {1, 2, 3} + {2, 3, 4, 5}
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'set' and 'set'

じゃあ辞書も | で繋げられるんじゃね？
```
sisters1 = {'一穂': 24, 'れんげ': 7}
sisters2 = {'ひかげ': 16}
print(sisters1 | sisters2)
```
```
Traceback (most recent call last):
  File "Main.py", line 3, in <module>
    print(sisters1 | sisters2)
TypeError: unsupported operand type(s) for |: 'dict' and 'dict'
```
ダメでした。😓

辞書は辞書型であって「集合 (set型)」ではないからです。😽

※ 辞書でもこの方法が使えるようになりました！
キーが重複する場合は後者の値で更新されてしまいますので注意です。

差集合

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
difference_nums = set(nums1) - set(nums2)

print(difference_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
difference_nums = set([1, 2, 2, 3]) - set([2, 3, 4, 5])

print(difference_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
difference_nums = {1, 2, 3} - {2, 3, 4, 5}

print(difference_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
difference_nums = {1}

print(difference_nums)

{1}

わかると結構便利な差集合演算です。
「元のリストからセットにして重複を消し、差集合でさらに不要な値を消してからリストに戻して使う」
```
nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]
del_nums = {1, 4, 6, 9}

new_nums = list(set(nums) - del_nums)

print(new_nums)    # 案外簡単！
```
[8, 3, 7]← セットの特性で順序が変わることがあります
この場合、セットをprint()で見ると昇順に並んでいるように見えたりしますけど、リストにすると順番が変わりますので、ソートが必要な時は list() を sorted() にするか、 .sort() を使ってソートしてください。
「元の順番どおりじゃないと困る！」という場合もありますけど、その時は思いっきり悩んで自力で解決してください。😸
IQを上げるチャンス！！

積集合

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
intersection_nums = set(nums1) & set(nums2)

print(intersection_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
intersection_nums = set([1, 2, 2, 3]) & set([2, 3, 4, 5])

print(intersection_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
intersection_nums = {1, 2, 3} & {2, 3, 4, 5}

print(intersection_nums)

↓

nums1 = [1, 2, 2, 3]
nums2 = [2, 3, 4, 5]
intersection_nums = {2, 3}

print(intersection_nums)

{2, 3}

どの集合演算も、セットの特性を理解すれば自ずと使いどころに気付くと思います。
その為にも、値の重複が無く、順番も気にすることが無いリストを扱うことがあったら、無理してでもセットに置き換えて使ってみてください。
本当に意味がわかると、セットの便利さもわかってくると思いますし、リストの使用頻度も減り、なんかいい感じ💖感が上昇します。
集合演算は、要素が空でもエラーは出ません。
たとえ両方が空でもエラーは出ません。
不安要素があるならばprint()で値を確認しながら慎重に操作してください。

値は int だけでなく str や タプル でも大丈夫です。
セットの値は 不変の型(イミュータブル) であれば、たとえ混在していても使えます。

+= みたいに |= とか &= とか使えるんじゃね？
```
nums = {1, 2, 3}
nums |= {2, 3, 4, 5}

print(nums)
```
{1, 2, 3, 4, 5}
```
nums = {1, 2, 3}
nums -= {2, 3, 4, 5}

print(nums)
```
{1}
```
nums = {1, 2, 3}
nums &= {2, 3, 4, 5}

print(nums)
```
{2, 3}
やるじゃないの。(; ﾟДﾟ) ｯﾃｶﾀﾞﾚｮｱﾝﾀ

３種類とも試してみてください！

Chatpter.3 - ぼくたちは代入ができない３期

セットも可変なんだからね！

今期回で修了するこのコピー。

変数2 = 変数1

このやり方を「コピー(copy)」または「値のコピー」と言います。

変数のまま 変数2 に 変数1 を代入する(コピーする)ことが、

出来る！	出来ない！
str	list
int	dict
tuple	set

米まだ満腹でない子は細型になっています。🍚🐈

セットも、リストや辞書と挙動はまったく一緒です。
セットでもset()関数を使うとコピーできます。

titles = {'セットの花嫁', 'セット会の一存'}
new_titles = set(titles)
print(new_titles)

new_titles -= {'セット会の一存'}
print(new_titles)
print(titles)

{'セットの花嫁', 'セット会の一存'}← コピー直後の new_titles
{'セットの花嫁'}← 書き換えた方の new_titles
{'セットの花嫁', 'セット会の一存'}← コピー元の titles

Chatpter.4 - リストをセットに手動で変換してみた

手動で値を一意にする

セットがどれだけ楽な機能なのか、目で見て確認してみましょう。
```
nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]

new_nums = []
for num in nums:
    if num not in new_nums:
        new_nums.append(num)

print(new_nums)
```
[7, 4, 3, 9, 1, 8]
文で「new_nums の中に num がなかったら new_nums に num を加える」ことをしています。😵‍💫
これをセットで書くと、
```
nums = [7, 4, 7, 3, 9, 1, 9, 8]
new_nums = set(nums)
print(new_nums)
```
{1, 3, 4, 7, 8, 9}
との部分を、全てset()関数がやっています。

楽して書けるならどんどん楽をするべきです。
プログラムが簡潔になればそれだけバグも避けられますし、読みやすくもなります。
読みやすくなれば、バグがあった時に見つけやすくもなります。
仕組みを知ることも大切ですが、それは後からでもできることです。

プログラムはまず「正しく動く」ことが大切です。
それから無駄を削ぎ落していくと「速く動く」ことに繋がります。
無駄が少なくなると、今度は修正や改変がしやすくなります。
仕事やスポーツと同じですね。

プログラミングは哲学です。
プログラムの数だけ哲学があるから、プログラミングは面白いよ。😻