Conjuntos em Python (set): valores únicos, operações e usos

Q: O que são frozensets?

Um frozenset é uma versão imutável de um conjunto. Depois de criado, não dá para adicionar nem remover itens. Isso torna os frozensets hashable (é possível calcular um hash deles), o que significa que eles podem ser usados como chaves de dicionário ou guardados dentro de outros conjuntos.

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Antes de começar

Listas em Python: criar, acessar, modificar e percorrer

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Imagine que você é professor e está fazendo a chamada. Um aluno assina a lista de presença duas vezes sem querer. Isso quer dizer que ele está na aula duas vezes? Claro que não. O que importa é quem veio, não quantas vezes a pessoa escreveu o nome.

Um conjunto em Python (set) funciona do mesmo jeito. É uma coleção que remove duplicatas automaticamente. Cada item de um conjunto é único. Os conjuntos também não se importam com a ordem: o que importa é se um item faz parte ou não.

Neste tutorial, você vai aprender a criar conjuntos, fazer operações poderosas como união e interseção, alterar conjuntos com métodos e descobrir quando os conjuntos são a ferramenta perfeita para o trabalho.

Como criar um conjunto em Python

Você cria um conjunto colocando os itens entre chaves {}, separados por vírgulas. Se você incluir valores repetidos, o Python os ignora sem avisar.

Criando conjuntos com chaves

# A basic set of fruits

fruits = {'apple', 'banana', 'cherry'}

print(fruits)

# Duplicates are automatically removed

colors = {'red', 'blue', 'red', 'green', 'blue'}

print(colors) # Only 3 unique colors

Saída

{'apple', 'banana', 'cherry'}
{'red', 'green', 'blue'}

Repare que a ordem na saída pode ser diferente da que você digitou. Os conjuntos não têm ordem, então o Python pode guardar os itens internamente em qualquer disposição. Não conte com um conjunto para manter uma ordem específica.

Você também pode criar um conjunto a partir de uma lista usando o construtor set(). Essa é uma forma muito usada de remover duplicatas de uma lista.

Criando conjuntos com o construtor set()

# Convert a list with duplicates into a set

names_list = ['Alice', 'Bob', 'Alice', 'Charlie', 'Bob']

names_set = set(names_list)

print(names_set) # Only unique names

# Create a set from a string (each character becomes an item)

letters = set('hello')

print(letters) # {'h', 'e', 'l', 'o'} - only one 'l'

Saída

{'Bob', 'Alice', 'Charlie'}
{'o', 'l', 'e', 'h'}

Operações com conjuntos: união, interseção e diferença

O verdadeiro poder dos conjuntos está nas operações de conjuntos. Com elas, você combina e compara conjuntos e encontra as diferenças entre eles. Pense nos diagramas de Venn das aulas de matemática.

União: junte tudo

A união retorna todos os itens dos dois conjuntos, sem duplicatas. Você pode usar o operador | ou o método .union().

A união junta todos os itens únicos

math_students = {'Alice', 'Bob', 'Charlie'}

science_students = {'Bob', 'Diana', 'Charlie'}

# Union - everyone in either class

all_students = math_students | science_students

print(all_students)

# Same thing using the method

all_students = math_students.union(science_students)

print(all_students)

Saída

{'Charlie', 'Bob', 'Alice', 'Diana'}
{'Charlie', 'Bob', 'Alice', 'Diana'}

Interseção: encontre o que há em comum

A interseção retorna apenas os itens que aparecem nos dois conjuntos. Use o operador & ou .intersection().

A interseção encontra os itens em comum

math_students = {'Alice', 'Bob', 'Charlie'}

science_students = {'Bob', 'Diana', 'Charlie'}

# Intersection - students in BOTH classes

both_classes = math_students & science_students

print(both_classes) # {'Bob', 'Charlie'}

Saída

{'Bob', 'Charlie'}

Diferença: o que só existe em um conjunto

A diferença retorna os itens que estão no primeiro conjunto, mas não no segundo. Use o operador - ou .difference(). Aqui a ordem importa.

A diferença encontra os itens exclusivos de um conjunto

math_students = {'Alice', 'Bob', 'Charlie'}

science_students = {'Bob', 'Diana', 'Charlie'}

# Who is ONLY in math?

math_only = math_students - science_students

print(math_only) # {'Alice'}

# Who is ONLY in science?

science_only = science_students - math_students

print(science_only) # {'Diana'}

Saída

{'Alice'}
{'Diana'}

Diferença simétrica: itens em um, mas não nos dois

A diferença simétrica retorna os itens que estão em um ou outro conjunto, mas não nos dois. Pense nela como o oposto da interseção. Use o operador ^ ou .symmetric_difference().

A diferença simétrica exclui os itens compartilhados

math_students = {'Alice', 'Bob', 'Charlie'}

science_students = {'Bob', 'Diana', 'Charlie'}

# Students in only ONE class (not both)

exclusive = math_students ^ science_students

print(exclusive) # {'Alice', 'Diana'}

Saída

{'Alice', 'Diana'}

Como adicionar e remover itens de um conjunto

Os conjuntos são mutáveis, ou seja, você pode adicionar e remover itens depois de criá-los. Estes são os principais métodos que você vai usar.

Adicionando e removendo itens de um conjunto

fruits = {'apple', 'banana'}

# Add a single item

fruits.add('cherry')

print(fruits)

# Add multiple items at once

fruits.update(['date', 'elderberry'])

print(fruits)

# Remove an item (raises error if not found)

fruits.remove('banana')

print(fruits)

# Discard an item (no error if not found)

fruits.discard('mango') # No crash!

print(fruits)

Saída

{'apple', 'banana', 'cherry'}
{'date', 'elderberry', 'apple', 'banana', 'cherry'}
{'date', 'elderberry', 'apple', 'cherry'}
{'date', 'elderberry', 'apple', 'cherry'}

Você também pode apagar todos os itens ou retirar um item qualquer do conjunto (você não escolhe qual).

Os métodos pop e clear

numbers = {10, 20, 30, 40, 50}

# Pop removes and returns an arbitrary item

removed = numbers.pop()

print(f'Removed: {removed}')

print(f'Remaining: {numbers}')

# Clear removes everything

numbers.clear()

print(numbers) # set()

Saída

Removed: 50
Remaining: {20, 40, 10, 30}
set()

Por que os conjuntos são tão rápidos para testar se um item faz parte deles

Um dos melhores motivos para usar um conjunto é verificar se algo existe. A palavra-chave in funciona tanto com listas quanto com conjuntos, mas os conjuntos são muito mais rápidos.

Teste de pertencimento rápido com in

allowed_users = {'alice', 'bob', 'charlie', 'diana'}

user = 'bob'

if user in allowed_users:

print(f'{user} is allowed!')

else:

print(f'{user} is not allowed.')

# Checking who is NOT in the set

user2 = 'eve'

if user2 not in allowed_users:

print(f'{user2} is not on the list.')

Saída

bob is allowed!
eve is not on the list.

O que são frozensets?

Um frozenset é uma versão imutável de um conjunto. Depois de criado, não dá para adicionar nem remover itens. Isso torna os frozensets hashable (é possível calcular um hash deles), o que significa que eles podem ser usados como chaves de dicionário ou guardados dentro de outros conjuntos.

Frozensets são conjuntos imutáveis

# Create a frozenset

vowels = frozenset(['a', 'e', 'i', 'o', 'u'])

print(vowels)

# You can still do set operations

consonants = frozenset(['b', 'c', 'd', 'f', 'g'])

all_letters = vowels | consonants

print(all_letters)

# But you CANNOT modify it

# vowels.add('y') # AttributeError!

Saída

frozenset({'u', 'o', 'i', 'e', 'a'})
frozenset({'u', 'o', 'i', 'f', 'g', 'd', 'e', 'b', 'c', 'a'})

Quando usar um conjunto em vez de uma lista?

Conjuntos e listas resolvem problemas diferentes. Uma regra prática: se você se importa com a ordem ou com as duplicatas, use uma lista. Se você se importa com valores únicos ou buscas rápidas, use um conjunto.

Use uma lista quando...

# Order matters
playlist = ['song1', 'song2', 'song3']

# Duplicates are meaningful
die_rolls = [3, 5, 3, 2, 5, 6]

# You need index access
first = playlist[0]

Use um conjunto quando...

# Only unique items matter
tags = {'python', 'coding', 'tutorial'}

# Fast membership checks
if 'python' in tags:
    print('Found!')

# Removing duplicates
unique = set([1, 2, 2, 3, 3])

Exercícios práticos

Remova duplicatas de uma lista

Escreva o código

Você tem uma lista de endereços de e-mail em que alguns aparecem mais de uma vez. Crie um conjunto chamado unique_emails a partir da lista emails e exiba-o em ordem alfabética usando sorted().

emails = ['alice@mail.com', 'bob@mail.com', 'alice@mail.com', 'charlie@mail.com', 'bob@mail.com']

# Create a set of unique emails and print them sorted

Preveja a saída do conjunto

Preveja a saída

O que este código exibe? Pense com cuidado em como os conjuntos lidam com duplicatas e no que a função len() retorna.

data = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]
unique = set(data)
print(len(unique))

Escreva uma instrução print() com a saída exata.

# What does this code print?

data = [1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4]

unique = set(data)

print(len(unique))

Encontre os alunos das duas turmas

Escreva o código

Você tem dois conjuntos: math e english. Encontre e exiba os alunos matriculados nas duas turmas. Exiba o resultado como uma lista ordenada.

math = {'Alice', 'Bob', 'Charlie', 'Diana'}

english = {'Bob', 'Diana', 'Eve', 'Frank'}

# Find students in both classes and print sorted

Corrija o bug do conjunto vazio

Corrija o erro

Este código tenta criar um conjunto vazio, adicionar itens a ele e exibir o resultado. Mas há um bug: quem escreveu o código usou {} para criar um conjunto vazio. Corrija o bug para que o código funcione.

# Bug: this creates a dictionary, not a set!

my_set = {}

my_set.add('python')

my_set.add('java')

my_set.add('python') # duplicate

print(sorted(my_set))

Encontre os ingredientes que faltam

Escreva o código

Você tem um conjunto recipe com todos os ingredientes necessários e um conjunto pantry com o que você já tem na despensa. Encontre os ingredientes que você ainda precisa comprar e exiba-os como uma lista ordenada.

recipe = {'flour', 'sugar', 'eggs', 'butter', 'vanilla'}

pantry = {'flour', 'eggs', 'salt', 'pepper'}

# Find and print what you need to buy (sorted)

Remova duplicatas mantendo a ordem

Escreva o código

Escreva uma função chamada dedupe(items) que remove as duplicatas de uma lista mantendo a ordem original. Use um conjunto para registrar quais itens você já viu. Retorne a lista sem duplicatas.

Teste a função chamando print(dedupe([3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3])).

def dedupe(items):

# Use a set to track seen items

# Build a new list with only first occurrences

pass

print(dedupe([3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3]))

Como criar um conjunto em Python

Operações com conjuntos: união, interseção e diferença

União: junte tudo

Interseção: encontre o que há em comum

Diferença: o que só existe em um conjunto

Diferença simétrica: itens em um, mas não nos dois

Como adicionar e remover itens de um conjunto

Por que os conjuntos são tão rápidos para testar se um item faz parte deles

O que são frozensets?

Quando usar um conjunto em vez de uma lista?

Exercícios práticos

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