如何在 Python 中检查集合是否具有特定大小

简介

在这个实验中，你将学习如何在 Python 中检查一个集合是否具有特定的大小。本实验重点介绍如何使用 len() 函数来确定集合中元素的数量，这对于各种编程任务至关重要。

你将首先在 Python 脚本中创建一个包含数字和字符串的集合，然后使用 len() 函数来获取该集合的大小。最后，你将把集合的大小与期望的大小进行比较，以检查它们是否匹配。

Skills Graph

理解集合大小

在这一步中，你将学习如何使用 len() 函数来确定集合中元素的数量。了解集合的大小对于各种编程任务至关重要，例如检查集合是否为空或比较不同集合的大小。

首先，让我们在 Python 脚本中创建一个简单的集合。在 LabEx 环境中打开你的 VS Code 编辑器，并在 ~/project 目录下创建一个名为 set_size.py 的新文件。

## Create a set of numbers
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

## Print the set
print(my_set)

保存文件。现在，让我们运行这个脚本来查看输出。在 VS Code 中打开终端（你可以在底部面板找到它），并导航到 ~/project 目录（默认情况下你应该已经在该目录中）。使用以下命令执行脚本：

python set_size.py

你应该会看到以下输出：

{1, 2, 3, 4, 5}

现在我们有了一个集合，让我们来找出它包含多少个元素。在你的 set_size.py 脚本中添加以下代码行：

## Create a set of numbers
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

## Print the set
print(my_set)

## Get the size of the set using the len() function
set_size = len(my_set)

## Print the size of the set
print("The size of the set is:", set_size)

保存更改并再次运行脚本：

python set_size.py

这次，你应该会看到以下输出：

{1, 2, 3, 4, 5}
The size of the set is: 5

len() 函数返回集合中元素的数量。在这种情况下，我们的集合 my_set 包含 5 个元素。

让我们尝试另一个包含字符串的集合的示例。将你的 set_size.py 脚本修改为以下内容：

## Create a set of strings
my_set = {"apple", "banana", "cherry"}

## Print the set
print(my_set)

## Get the size of the set using the len() function
set_size = len(my_set)

## Print the size of the set
print("The size of the set is:", set_size)

保存文件并运行它：

python set_size.py

你应该会看到以下输出：

{'cherry', 'banana', 'apple'}
The size of the set is: 3

如你所见，len() 函数适用于包含不同类型数据的集合。

使用 len() 函数

在上一步中，你学习了如何使用 len() 函数来获取集合的大小。在这一步，我们将探索使用 len() 函数处理集合的更高级方法，包括在条件语句和循环中使用它。

让我们从修改 set_size.py 脚本开始，加入一个检查集合是否为空的条件语句。在 VS Code 编辑器中打开 set_size.py 文件，并按如下方式修改：

## Create a set of numbers
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

## Print the set
print(my_set)

## Get the size of the set using the len() function
set_size = len(my_set)

## Print the size of the set
print("The size of the set is:", set_size)

## Check if the set is empty
if set_size == 0:
    print("The set is empty.")
else:
    print("The set is not empty.")

保存文件并运行：

python set_size.py

你应该会看到以下输出：

{1, 2, 3, 4, 5}
The size of the set is: 5
The set is not empty.

现在，让我们修改脚本以创建一个空集合并检查其大小。将 set_size.py 脚本的第一行修改为创建一个空集合：

## Create an empty set
my_set = set()

## Print the set
print(my_set)

## Get the size of the set using the len() function
set_size = len(my_set)

## Print the size of the set
print("The size of the set is:", set_size)

## Check if the set is empty
if set_size == 0:
    print("The set is empty.")
else:
    print("The set is not empty.")

保存文件并再次运行：

python set_size.py

这次，你应该会看到以下输出：

set()
The size of the set is: 0
The set is empty.

如你所见，对于空集合，len() 函数返回 0，并且我们的条件语句能正确识别该集合为空。

现在，让我们在循环中使用 len() 函数。假设我们要从集合中移除元素，直到集合为空。按如下方式修改 set_size.py 脚本：

## Create a set of numbers
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

## Print the set
print(my_set)

## Remove elements from the set until it is empty
while len(my_set) > 0:
    ## Remove an arbitrary element from the set
    element = my_set.pop()
    print("Removed element:", element)
    print("The set is now:", my_set)

print("The set is now empty.")

保存文件并运行：

python set_size.py

你应该会看到类似于以下的输出（移除元素的顺序可能会有所不同）：

{1, 2, 3, 4, 5}
Removed element: 1
The set is now: {2, 3, 4, 5}
Removed element: 2
The set is now: {3, 4, 5}
Removed element: 3
The set is now: {4, 5}
Removed element: 4
The set is now: {5}
Removed element: 5
The set is now: set()
The set is now empty.

在这个示例中，我们在 while 循环的每次迭代中使用 len() 函数来检查集合是否为空。pop() 方法从集合中移除一个任意元素。循环会一直执行，直到集合为空。

与期望大小进行比较

在这一步中，你将学习如何使用条件语句将集合的大小与期望大小进行比较。当你需要在执行某些操作之前确保集合包含特定数量的元素时，这非常有用。

让我们修改 set_size.py 脚本，将集合的大小与期望大小进行比较。在 VS Code 编辑器中打开 set_size.py 文件，并按如下方式修改：

## Create a set of numbers
my_set = {1, 2, 3}

## Print the set
print(my_set)

## Get the size of the set using the len() function
set_size = len(my_set)

## Print the size of the set
print("The size of the set is:", set_size)

## Define the desired size
desired_size = 5

## Compare the size of the set with the desired size
if set_size == desired_size:
    print("The set has the desired size.")
elif set_size < desired_size:
    print("The set is smaller than the desired size.")
else:
    print("The set is larger than the desired size.")

保存文件并运行：

python set_size.py

你应该会看到以下输出：

{1, 2, 3}
The size of the set is: 3
The set is smaller than the desired size.

现在，让我们修改脚本以创建一个具有期望大小的集合。将 set_size.py 脚本的第一行修改为创建一个包含 5 个元素的集合：

## Create a set of numbers
my_set = {1, 2, 3, 4, 5}

## Print the set
print(my_set)

## Get the size of the set using the len() function
set_size = len(my_set)

## Print the size of the set
print("The size of the set is:", set_size)

## Define the desired size
desired_size = 5

## Compare the size of the set with the desired size
if set_size == desired_size:
    print("The set has the desired size.")
elif set_size < desired_size:
    print("The set is smaller than the desired size.")
else:
    print("The set is larger than the desired size.")

保存文件并再次运行：

python set_size.py

这次，你应该会看到以下输出：

{1, 2, 3, 4, 5}
The size of the set is: 5
The set has the desired size.

最后，让我们修改脚本以创建一个大于期望大小的集合。将 set_size.py 脚本的第一行修改为创建一个包含 7 个元素的集合：

## Create a set of numbers
my_set = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}

## Print the set
print(my_set)

## Get the size of the set using the len() function
set_size = len(my_set)

## Print the size of the set
print("The size of the set is:", set_size)

## Define the desired size
desired_size = 5

## Compare the size of the set with the desired size
if set_size == desired_size:
    print("The set has the desired size.")
elif set_size < desired_size:
    print("The set is smaller than the desired size.")
else:
    print("The set is larger than the desired size.")

保存文件并运行：

python set_size.py

你应该会看到以下输出：

{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
The size of the set is: 7
The set is larger than the desired size.

这展示了如何使用 len() 函数将集合的大小与期望大小进行比较，并根据比较结果执行不同的操作。

总结

在本次实验中，你学习了如何使用 len() 函数来确定 Python 集合的大小。你创建了一个名为 set_size.py 的 Python 脚本，并在其中创建了包含数字和字符串的集合。然后使用 len() 函数来获取每个集合中的元素数量，展示了该函数在不同数据类型上的应用。

本次实验包括创建集合、打印其内容，然后使用 len() 函数获取并打印集合的大小。这个过程分别在整数集合和字符串集合上重复进行，加深了你对如何有效使用 len() 函数来确定集合中元素数量的理解。