元組、集合、字典

除了串列，Python 還有三種常用的資料結構：元組、集合、字典。它們各有適合的場合。

元組 Tuple

元組很像串列，一樣是一排有順序的資料，但改用小括號 ()，而且建立之後就不能再改。索引、切片、負索引、len() 這些用法都和串列一樣：

point = (3, 5)

print(point[0])
print(point[1])

x, y = point
print(x, y)

最後兩行是拆解：x, y = point 一口氣把元組裡的兩個值分別指定給 x 和 y，很常用來一次拿出好幾個值。

只有一個元素的元組要特別小心：元素後面一定要加逗號。少了逗號，(1) 只是「用括號括起來的 1」，型別還是整數，不是元組：

# ruff 平常會把多餘的括號拿掉，(1) 會變成 1；這行用 fmt: skip 保留原樣，才示範得出陷阱。
a = (1)  # fmt: skip
print(a, type(a))

b = (1,)
print(b, type(b))

元組不能改，但還是可以用 count() 和 index()，用法和串列一樣。想加東西可以用 +=，不過它是做出一個新的元組，不是改原本的那個；串列的 append() 才是直接改原本的：

scores = (85, 90, 85, 78)

print(scores.count(85))
print(scores.index(90))

scores += (100,)
print(scores)

需要一組固定、不希望被改到的資料（例如一個座標、一組設定）時，就用元組。

集合 Set

集合用大括號 {}，特點是不重複而且沒有順序。把一堆值丟進集合，重複的會自動被去掉：

numbers = {3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6}

print(numbers)
print(len(numbers))

因為沒有順序，印出來的排列不保證跟你寫的一樣，也不能用索引取值。它最適合拿來「去除重複」或「檢查某個東西在不在」。

集合還能做數學上的交集、聯集、差集、對稱差集。把兩個集合想成兩個圓，每個運算就是選出其中一塊（藍色的部分）：

a & b交集

a | b聯集

a - b差集

a ^ b對稱差集

a、b 是兩個集合；藍色是各運算選出來的範圍。

對照圖上的藍色範圍，實際跑一次就很清楚：

a = {1, 2, 3, 4}
b = {3, 4, 5, 6}

print(a & b)
print(a | b)
print(a - b)
print(a ^ b)

a & b：交集，兩邊都有的（兩圓重疊的中間）。
a | b：聯集，兩邊合起來（兩圓的全部，一樣不重複）。
a - b：差集，在 a 但不在 b 的（左圓扣掉重疊）。
a ^ b：對稱差集，只在其中一邊出現的（兩圓各自的部分，中間重疊反而不算）。

上面那四個運算也有對應的方法寫法，|、&、-、^ 分別就是 union、intersection、difference、symmetric_difference，做的事一模一樣：

a = {1, 2, 3}
b = {3, 4, 5}

print(a.union(b))
print(a.intersection(b))
print(a.difference(b))
print(a.symmetric_difference(b))

union(b)：聯集，和 a | b 一樣。
intersection(b)：交集，和 a & b 一樣。
difference(b)：差集，和 a - b 一樣。
symmetric_difference(b)：對稱差集，和 a ^ b 一樣。

集合本身可以改，所以也能單獨加、拿掉元素，或整個清空：

a = {1, 2, 3}

a.add(6)
print(a)

a.remove(3)
print(a)

a.clear()
print(a)

add(x)：加一個元素進去。
remove(x)：拿掉某個元素（x 不在裡面會出錯）。
clear()：清空整個集合。

還有兩個方法用來檢查「包含關係」，回傳 True 或 False。issubset 問「我被對方包住嗎」，issuperset 反過來問「我把對方包住嗎」，是同一件事的兩面。畫成圖就是看誰在誰裡面：

a ⊆ b子集合

a ⊇ b超集合

藍色是被包住的那個集合；子集合是小的在裡面，超集合是大的在外面。

跑一次就會看到，{1, 2}.issubset(a) 和 a.issuperset({1, 2}) 問的是同一件事，所以都是 True：

a = {1, 2, 3}

print({1, 2}.issubset(a))
print(a.issuperset({1, 2}))
print({1, 5}.issubset(a))

issubset(b)：檢查自己是不是 b 的子集合，也就是「自己的每個元素都在 b 裡」，是就回傳 True。
issuperset(b)：反過來，檢查自己是不是 b 的超集合，也就是「b 的每個元素都在自己裡」。

字典 Dictionary

字典用「鍵（key）對應值（value）」的方式存資料，寫成 {鍵: 值}。不像串列用數字索引，字典是用鍵來取值：

student = {"name": "小明", "age": 18}

print(student["name"])
print(student["age"])

print("name" in student)
print("score" in student)

用 in 可以檢查某個鍵在不在字典裡，回傳 True 或 False；查的是鍵，不是值。

用 字典[鍵] = 值 可以改掉某個鍵的值，如果那個鍵還不存在，就會新增一組。想一次改好幾個鍵，用 update() 更省事，把另一個字典傳進去，重複的鍵換成新值、沒有的鍵加進去：

student = {"name": "小明", "age": 18}

student["age"] = 19
student["city"] = "台北"
print(student)

student.update({"age": 20, "phone": "0912"})
print(student)

用 for 走過字典，每一圈拿到的是鍵，再用 字典[鍵] 就能拿到對應的值：

scores = {"數學": 90, "英文": 85, "國文": 78}

for subject in scores:
    print(subject, "：", scores[subject])

如果想一次拿到鍵和值，用 items() 更方便，它每一圈同時給你兩個。另外 get(鍵) 是比較安全的取值方式。那個鍵不存在時，字典[鍵] 會直接出錯，get() 則回傳 None，還能指定找不到時要用的預設值：

scores = {"數學": 90, "英文": 85}

for subject, score in scores.items():
    print(subject, score)

print(scores.get("數學"))
print(scores.get("物理", 0))

想單獨拿所有的鍵或所有的值，可以用 keys() 和 values()：

scores = {"數學": 90, "英文": 85}

print(list(scores.keys()))
print(list(scores.values()))

想刪掉字典裡的東西，有三種做法：

student = {"name": "小明", "age": 18, "city": "台北"}

del student["city"]
print(student)

age = student.pop("age")
print(age)
print(student)

student.clear()
print(student)

del 字典[鍵]：刪掉指定的那一組。
pop(鍵)：刪掉那一組，同時把值回傳給你。
clear()：清空整個字典。

字典也有 .copy()，是淺複製；要連裡層一起複製，得用 copy 模組的 deepcopy，規則和串列那章完全一樣。

字典很適合表示「一筆有很多欄位的資料」，例如一個學生有姓名、年齡、住哪裡；或是一組對應關係，例如每一科對應一個分數。

互相轉換

list()、set()、tuple() 可以把其他的資料轉成串列、集合、元組。這在實務上很常用，例如用 set() 幫串列快速去除重複，或用 list() 把字串拆成一個個字元：

text = "hello"

print(list(text))
print(set(text))
print(tuple([1, 2, 3]))

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