【Python】frozensetとはなんぞや?【イミュータブルなセットの使い方】

Python

今回の記事では、Pythonの更新できないsetであるfrozensetについて解説します。

この記事で学べること
  • frozensetとは?
  • frozensetの基本的な使い方
  • frozensetを使った集合演算

frozensetとは?

frozensetとはsetの基本的な性質を受け継いだ型となっています。setと異なる点は要素の追加や削除ができなくなっていることです。なのでaddメソッドやremoveメソッドなどの要素を変更するようなメソッドは定義されていません。

【Python】set(セット)とはなんぞや?【セットの使い方と集合演算】【Python】set(セット)とはなんぞや?【セットの使い方と集合演算】

ただし、集合演算用のメソッドは存在するので集合演算のみに使用するなら、他で値を変更できないfrozensetを使った方が安全に扱うことができます。

frozensetには以下のような特徴があります。

  • 不変(イミュータブル)
  • 重複する要素を持てない
  • 並びを保持しない
  • 集合演算できる

これらのことを踏まえた上で使い方を見ていきましょう!

frozensetの基本的な使い方

frozensetは以下のように使います。

宣言

frozensetを宣言するにはfrozenset()を使います。

変数 = frozenset()

初期化

以下のように初期化します。引数にはイテラブルオブジェクトを渡します。

変数名 = frozenset(イテラブルオブジェクト)

呼び出し

frozensetはセットと同様にインデックスでアクセスすることができません。なのでリストに変換するかfor文で要素を取り出しましょう。

# 初期化
fs = frozenset([1, 2, 3])

# リストに変換する
fs_list = list(fs)
print(fs_list[0])

# for文を使う
for val in fs:
    print(val)

サンプル

試しにfrozensetを生成して出力してみます。

fs = frozenset([1, 2, 3]) 

print(fs)
print(type(fs))

実行結果

frozenset({1, 2, 3})
<class 'frozenset'>

集合演算

setと同様に集合演算を行えます。

和集合

unionメソッドまたは演算子を使って和集合を計算できます。和集合とは「どちらか片方には存在する要素」のことです。

書き方

以下のように記述します。

frozenset.union(イテラブルオブジェクト)

frozenset1 | frozenset2

サンプル

試しに和集合を計算してみましょう。

vals1 = frozenset([1, 2])
vals2 = frozenset([3, 4])

union = vals1.union(vals2)
print(union)

union = vals1 | vals2
print(union)

実行結果

frozenset({1, 2, 3, 4})
frozenset({1, 2, 3, 4})

unionメソッドには複数の配列を指定可能で、リスト・タプルも指定できます。

vals1 = frozenset([1, 2])
vals2 = frozenset([3, 4])

union = vals1.union(vals2, [5, 6], (7, 8))
print(union)

実行結果

frozenset({1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8})

積集合

intersectionメソッド、または&演算子を使って積集合を計算できます。積集合とは「両方に入っている要素」のことです。

書き方

以下のように記述します。

frozenset.intersection(イテラブルオブジェクト)

frozenset1 & frozenset2

サンプル

試しに積集合を計算してみましょう。

vals1 = frozenset([1, 2, 3])
vals2 = frozenset([2, 3, 4])

intersection = vals1.intersection(vals2)
print(intersection)

intersection = vals1 & vals2
print(intersection)

実行結果

frozenset({2, 3})
frozenset({2, 3})

intersectionメソッドには複数の配列を指定可能で、リスト・タプルも指定できます。

vals1 = frozenset([1, 2, 3, 4])
vals2 = frozenset([2, 3, 4, 5])

intersection = vals1.intersection(vals2, [3, 4, 5, 6], (4, 5, 6, 7))
print(intersection)

実行結果

frozenset({4})

差集合

differenceメソッド、または演算子を使って差集合を計算できます。差集合とは「ある集合から別の集合の要素を取り除いて残った要素」のことです。

書き方

以下のように記述します。

frozenset.difference(イテラブルオブジェクト)

frozenset1 - frozenset2

サンプル

試しに差集合を計算してみましょう。

vals1 = frozenset([1, 2, 3])
vals2 = frozenset[(2, 3, 4])

difference = vals1.difference(vals2)
print(difference)

difference = vals1 - vals2
print(difference)

実行結果

frozenset({1})
frozenset({1})

differenceメソッドは複数の配列を指定可能で、リスト・タプルも指定できます。

vals = frozenset({1, 2, 3, 4, 5})

difference = vals.difference([2, 3], (4, 5))
print(difference)

実行結果

frozenset({1})

対称差集合

symmetric_differenceメソッド、または^演算子を使って対称差集合を計算できます。対称差集合とは「どちらか片方のみに存在する要素」を集めます。

書き方

以下のように記述します。

frozenset.symmetric_difference(セットまたはフローズンセット)

frozenset1 ^ frozenset2

サンプル

試しに対称差集合を計算してみましょう。

vals1 = frozenset({1, 2, 3})
vals2 = {2, 3, 4}

s_d = vals1.symmetric_difference(vals2)
print(s_d)

s_d = vals1 ^ vals2
print(s_d)

実行結果

frozenset({1, 4})
frozenset({1, 4})

symmetric_differenceメソッドは同時に複数の配列を指定できません。同時に複数の計算がしたい場合は演算子を使ってください。

vals1 = frozenset({1, 2, 3})
vals2 = {2, 3, 4}

s_d = vals1 ^ vals2 ^ {3, 4, 5}
print(s_d)

実行結果

frozenset({1, 3, 5})

まとめ

この記事では、frozensetの使い方を解説しました。
setよりもさらに縛りが強いfrozensetですが、集合演算に使う場合はこちらの方が安全に演算することができます。

では今回の内容はここまでです。それではまたどこかで〜( ・∀・)ノ

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