Conjuntos

Um conjunto (set) é uma estrutura de dados utilizada para representar uma coleção de objetos distintos em Python.

Em um conjunto, um mesmo objeto não pode aparecer mais de uma vez.

Por exemplo:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja", "banana"}

print(frutas)

Resultado:

{"maçã", "banana", "laranja"}

Embora "banana" tenha sido informado duas vezes, o conjunto mantém apenas uma ocorrência.

Uma característica importante dos conjuntos é que a ordem dos elementos não faz parte da informação representada.

Por isso, não devemos utilizar um conjunto quando precisamos representar uma sequência em que a posição dos elementos é importante.

Criação de conjuntos

Um conjunto pode ser criado utilizando chaves {}:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

Também podemos criar um conjunto vazio utilizando set():

conjunto = set()

É importante observar que:

conjunto = {}

cria um dicionário vazio, e não um conjunto.

Para criar um conjunto a partir de uma sequência, podemos utilizar set():

frutas = set(["maçã", "banana", "laranja"])

Também podemos criar um conjunto a partir de uma string:

letras = set("banana")

print(letras)

O resultado será um conjunto contendo os caracteres distintos encontrados na string.

Elementos repetidos

Conjuntos não armazenam elementos repetidos.

numeros = {1, 2, 3, 2, 1, 3}

print(numeros)

Resultado:

{1, 2, 3}

Essa característica torna os conjuntos úteis quando queremos trabalhar apenas com valores distintos.

Por exemplo:

nomes = ["Ana", "Bruno", "Ana", "Carlos", "Bruno"]

nomes_unicos = set(nomes)

print(nomes_unicos)

Agora temos apenas os nomes distintos.

Adicionar elementos

O método add() adiciona um elemento ao conjunto:

frutas = {"maçã", "banana"}

frutas.add("laranja")

print(frutas)

O conjunto passa a conter "laranja".

Se tentarmos adicionar um elemento que já existe, nada é alterado:

frutas.add("banana")

print(frutas)

O conjunto continua contendo apenas uma ocorrência de "banana".

Adicionar vários elementos

O método update() permite adicionar vários elementos de uma vez:

frutas = {"maçã", "banana"}

frutas.update(["laranja", "uva", "abacaxi"])

print(frutas)

Os elementos da sequência são adicionados individualmente ao conjunto.

Também podemos utilizar outro conjunto:

frutas.update({"melancia", "mamão"})

Remover elementos

O método remove() remove um elemento específico:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

frutas.remove("banana")

print(frutas)

Se o elemento não existir, remove() gera uma exceção KeyError.

Quando queremos remover um elemento sem gerar erro caso ele não exista, podemos utilizar discard():

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

frutas.discard("uva")

print(frutas)

Nesse caso, nada acontece porque "uva" não pertence ao conjunto.

Remover um elemento qualquer

O método pop() remove e retorna um elemento do conjunto:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

fruta = frutas.pop()

print(fruta)
print(frutas)

Como conjuntos não possuem uma ordem definida para acesso, não devemos assumir qual elemento será removido por pop().

Esvaziar um conjunto

O método clear() remove todos os elementos:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

frutas.clear()

print(frutas)

Resultado:

set()

Tamanho do conjunto

A função len() retorna a quantidade de elementos do conjunto:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

print(len(frutas))

Resultado:

3

Como elementos repetidos não são armazenados, eles não são contabilizados:

numeros = {10, 20, 10, 30, 20}

print(len(numeros))

Resultado:

3

Verificar se um elemento existe

O operador in permite verificar se determinado elemento pertence ao conjunto:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

print("banana" in frutas)

Resultado:

True

Também podemos utilizar not in:

print("uva" not in frutas)

Resultado:

True

Percorrer um conjunto

Podemos percorrer os elementos de um conjunto utilizando for:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

for fruta in frutas:
    print(fruta)

A ordem em que os elementos serão exibidos não deve ser considerada como parte do conjunto.

União

A união combina os elementos de dois conjuntos, mantendo apenas os elementos distintos.

Podemos utilizar o operador |:

frutas1 = {"maçã", "banana", "laranja"}
frutas2 = {"banana", "uva", "abacaxi"}

resultado = frutas1 | frutas2

print(resultado)

O resultado contém todos os elementos dos dois conjuntos.

Também podemos utilizar o método union():

resultado = frutas1.union(frutas2)

Interseção

A interseção retorna apenas os elementos que pertencem aos dois conjuntos.

Podemos utilizar o operador &:

frutas1 = {"maçã", "banana", "laranja"}
frutas2 = {"banana", "laranja", "uva"}

resultado = frutas1 & frutas2

print(resultado)

Resultado:

{"banana", "laranja"}

Também podemos utilizar:

resultado = frutas1.intersection(frutas2)

Diferença

A diferença retorna os elementos que pertencem ao primeiro conjunto, mas não ao segundo.

Podemos utilizar o operador -:

frutas1 = {"maçã", "banana", "laranja"}
frutas2 = {"banana", "uva"}

resultado = frutas1 - frutas2

print(resultado)

Resultado:

{"maçã", "laranja"}

Também podemos utilizar:

resultado = frutas1.difference(frutas2)

A direção da operação é importante:

frutas1 - frutas2

não representa necessariamente o mesmo resultado que:

frutas2 - frutas1

Diferença simétrica

A diferença simétrica retorna os elementos que pertencem a apenas um dos conjuntos.

Podemos utilizar o operador ^:

frutas1 = {"maçã", "banana", "laranja"}
frutas2 = {"banana", "uva", "abacaxi"}

resultado = frutas1 ^ frutas2

print(resultado)

O elemento "banana" não aparece no resultado porque pertence aos dois conjuntos.

Também podemos utilizar:

resultado = frutas1.symmetric_difference(frutas2)

Subconjunto

Podemos verificar se todos os elementos de um conjunto pertencem a outro utilizando issubset() ou o operador <=.

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}
algumas_frutas = {"banana", "laranja"}

print(algumas_frutas.issubset(frutas))

Resultado:

True

Também podemos escrever:

print(algumas_frutas <= frutas)

Nesse caso, algumas_frutas é um subconjunto de frutas.

Superconjunto

O método issuperset() verifica se um conjunto contém todos os elementos de outro:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}
algumas_frutas = {"banana", "laranja"}

print(frutas.issuperset(algumas_frutas))

Resultado:

True

Também podemos utilizar >=:

print(frutas >= algumas_frutas)

Conjuntos não possuem índices

Diferentemente das listas, conjuntos não possuem posições que possam ser acessadas por índices.

O código abaixo não é válido:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

print(frutas[0])

Um conjunto não deve ser utilizado quando precisamos acessar elementos pela posição.

Se precisarmos transformar um conjunto em uma lista:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

lista = list(frutas)

print(lista)

Agora temos uma lista e podemos utilizar índices.

Elementos de um conjunto

Os elementos de um conjunto precisam ser objetos que possam ser utilizados como elementos de um conjunto.

Por exemplo, podemos utilizar números e strings:

dados = {10, 20, 30, "Python"}

Também podemos utilizar tuplas:

dados = {(1, 2), (3, 4)}

Por outro lado, uma lista não pode ser diretamente armazenada em um conjunto:

dados = {[1, 2], [3, 4]}

Esse código gera uma exceção TypeError.

Exemplo completo

O exemplo abaixo demonstra algumas das principais operações realizadas com conjuntos:

frutas = {"maçã", "banana", "laranja"}

print("Conjunto inicial:")
print(frutas)

frutas.add("uva")

print("\nApós adicionar:")
print(frutas)

frutas.discard("banana")

print("\nApós remover:")
print(frutas)

print("\nPossui laranja?")
print("laranja" in frutas)

outras_frutas = {"laranja", "uva", "abacaxi"}

print("\nUnião:")
print(frutas | outras_frutas)

print("\nInterseção:")
print(frutas & outras_frutas)

print("\nDiferença:")
print(frutas - outras_frutas)

Principais operações e métodos

Também existem operadores específicos para as operações entre conjuntos:

|  → união
&  → interseção
-  → diferença
^  → diferença simétrica
<= → subconjunto
>= → superconjunto

Exemplo prático

Considere duas turmas de estudantes:

turma_a = {"Ana", "Bruno", "Carlos", "Daniel"}
turma_b = {"Carlos", "Daniel", "Eduardo", "Fernanda"}

Podemos descobrir quais estudantes estão nas duas turmas:

print(turma_a & turma_b)

Quais estudantes estão em pelo menos uma das turmas:

print(turma_a | turma_b)

Quais estudantes estão apenas na primeira turma:

print(turma_a - turma_b)

E quais estudantes pertencem a apenas uma das turmas:

print(turma_a ^ turma_b)

Conclusão

O set é uma estrutura de dados utilizada para representar uma coleção de objetos distintos.

Suas principais características são:

• Não permite elementos duplicados.
• Não possui índices.
• A ordem dos elementos não deve ser considerada.
• Permite adicionar e remover elementos.
• Permite verificar rapidamente a existência de um elemento.
• Pode ser utilizado para eliminar valores duplicados.
• Permite realizar operações matemáticas de conjuntos, como união, interseção e diferença.

O conjunto é especialmente útil quando a informação importante é quais objetos pertencem a uma coleção, e não a posição em que eles aparecem.