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程序通常要处理元素的集合，有时集合会非常大。我们希望方便地存储这些元素，以符合相应的目的。我们有时希望知道集合是否包含某个特定的元素，有时希望知道元素排列的顺序，有时可能还想要根据特定条件快速找到某个元素。
如你所见，与元素集进行交互的方法有很多。事实证明，选择正确的数据存储方式对于程序运行至关重要。不同的集合适用于不同的场景。什么场景应该使用什么类型的集合，是每个软件开发人员都应该掌握的一项重要技能。
Python提供了四个主要的元素集：集合、元组、列表和字典。让我们一一解释这些元素集如何存储元素以及如何使用它们。
集合（set）中的元素唯一且无序。当我们需要快速确定元素集中是否存在某元素时，集合最有用。
Python中创建集合，可以使用set函数：
也可以使用字面量语法（literal syntax）：
请注意，当使用字面量语法时，要使用大括号（{}）来定义集合。
我们可以使用全局函数len得到集合中元素的数量：
检查集合中是否存在元素的操作非常快速，可以使用操作符in：
使用add方法可以向集合中添加新的元素：
如果试图添加一个已经存在的元素，则什么也不会发生，因为集合中不允许存在相同的元素：
使用remove方法可以从集合中删除元素：
可以对集合使用常见的数学运算。例如，我们可以计算两个集合的差集，从而得到一个集合，其元素属于第一个集合且不属于第二个集合：
还可以计算两个集合的并集，结果是包含两个集合所有元素的集合：
可以遍历集合，但迭代的顺序是随机的：
元组（tuple）中的元素不可变且有序。不可变（Immutable）是指元组一旦被创建，就无法更改。元组中的每个元素都有索引，从零开始递增。Python中的计数总是从零开始。
当我们在代码内部传递有序的数据集，且不希望该集合发生任何更改时，元组是很好的选择。例如，在以下代码中：
你可以放心，some_function不会以任何方式更改names元组。相比之下，如果你使用如下集合：
没有什么能阻止some_function给传递的names添加元素或从传递的names删除元素，因此你需要检查函数的代码，以确定代码是否对元素进行修改。
注意
：我们稍后将看到，无论何种情况，函数都不应该修改它们的形参
。我们在本书中编写的函数永远不会修改它们的输入形参。然而，你可能会使用其他不遵循这个规则的开发者所编写的函数，因此你需要检查这些函数是否有这类副作用。
元组使用括号来定义，内部元素以逗号分隔。如下是使用字面量语法定义的、包含我的名称和年龄的元组：
如果想创建只有一个元素的元组，我们需要在元素后面添加逗号：
创建元组也可以使用tuple函数，参数是列表格式的元素集：
使用全局函数len可以获取元组中元素的数量：
还可以使用count方法计算某元素在元组中出现的次数：
使用index方法可以得到某元素第一次出现时的索引：
在上例中，我们寻找字符串“Alvaro”的索引，“Alvaro”出现了两次：在索引1和5处。index方法会输出第一个出现的索引，在本例中即为1。
in运算符可用于检查元组中是否存在某元素：
元组可以与数字相乘，这个特殊的操作会生成一个新元组，其元素是原元组元素的重复，重复次数与乘数相同：
使用for循环可以遍历元组的元素：
使用Python内置的enumerate函数，我们可以遍历元组中的元素及其索引：
列表（list）的元素有序但不唯一，且拥有索引。列表非常适合于元素需要有序存储且元素索引已知的场景。
列表和元组相似，唯一的区别是元组不可变，而列表中的元素可以移动，也可以增删。如果你确定一个集合中的元素不会被修改，请使用元组而非列表，因为操作元组比操作相同的列表更快。如果集合中的元素不可变，Python会进行一些优化。
创建Python列表，可以使用list函数：
或者使用字面量语法：
请注意，这里使用的是方括号（[]）。
使用len函数可以得到列表中元素的数量：
列表元素可以通过索引访问（第一个元素的索引为0）：
我们还可以替换列表中的现有元素：
注意，不要使用列表中不存在的索引值，否则会弹出IndexError：
使用append方法可以将元素添加到列表的末尾：
通常，我们感兴趣的不仅是元素，还包括其索引。在这种情况下，我们可以使用enumerate函数，它会生成一个包含索引和元素的元组：
可以通过从其他列表中获取连续的元素来创建一个新的列表。这个过程被称为切片（slicing）。
列表切片
对列表进行切片操作，与使用方括号对列表进行索引类似，只不过我们使用的是两个用冒号分隔的索引：[<起始值>：<结束值>]。示例如下：
在上例中，我们有一个列表a：[1，2，3，4]。通过对该列表进行切片，选取从索引1（包含）到索引3（不包含）的元素，来创建一个新列表b。
注意 ：请记住，Python中的切片操作总是包含起始索引的元素，不包括结束索引的元素。
图1-4描绘了这个过程。
图1-4 对列表进行切片
切片操作符中的起始值和结束值都是可选的，因为它们有默认值。默认情况下，起始索引被赋值为列表中的第一个索引，也就是0。结束索引被赋值为列表中的最后一个索引加1，等于len（the_list）。
在这个例子中，列表b_1和b_2都是列表a的副本。之所以说是副本，是因为它们确实是不同的列表，你可以放心地修改b_1或b_2，而不会改变列表a。你可以通过执行以下操作来测试这一点：
另一个小技巧是使用负索引。负索引的计数方向是从列表末尾开始，并向列表开头移动。负索引可以用于切片，操作方式和正索引相同，只有一个小的区别：负索引从-1而非-0开始。例如，我们可以对一个列表切片，得到它最后的两个值，如下：
这里我们创建了一个新的列表，从列表的倒数第二个元素开始，一直到最后一个元素。图1-5描绘了这一点。
列表切片在Python中用途广泛。
图1-5 使用负索引对列表进行切片
字典（dictionary）是键-值对的集合。字典中的值被映射到对应的键上，我们使用键从字典中检索元素。在字典中查找值非常快速。
当我们希望存储由某些键引用的元素时，字典很有用。例如，如果我们想存储兄弟姐妹的信息，并且希望通过名称检索，那么就可以使用字典。让我们来看一下实际代码。
Python中创建字典，可以使用dict函数：
或者使用字面量语法：
dict函数需要一个元组的列表。这些元组应该包含两个值：第一个值被用作键，第二个值被用作值。创建字典的字面量语法要简洁很多，而且这两种情况生成的字典是相同的。
与列表一样，我们使用方括号访问字典中的值。不过，方括号之间是键，而不是索引：
你可以使用任何不可变对象作为字典中的键。请记住。元组不可变，列表可变。数字、字符串和布尔值也不可变，因此可以用作字典键。
让我们创建一个字典，以元组为键：
在这个例子中，年龄映射的键是由名和姓组成的元组。如果想知道Jen的年龄，我们可以用键进行检索：
当我们检索一个不在字典里的键时，会发生什么？
我们收到一个错误提示。在获取值之前，我们可以先使用in操作符，检查键是否在字典中：
如下代码可以得到字典中所有键的类集合视图：
对值也可以做同样的操作：
使用in操作符可以检查某个值是否出现在字典的键和值中：
字典可以通过几种方式进行迭代。假设我们有如下的ages字典：
我们可以使用for循环来遍历字典中的键：
对值可以做同样的操作：
也可以对键-值对做同样的操作：
以上是我们目前需要了解的Python元素集的知识。让我们继续Python之旅，看看集合的解包。