集合操作：应该只适用于集合，但适用于 dict_keys？

Question

集合操作文档说：

注意，union()、intersection()、的非运算符版本 Difference()、 symmetry_difference()、 issubset() 和 issuperset() 方法将接受任何可迭代对象作为参数。相比之下，他们的 基于运算符的对应项需要设置其参数。这 排除像

set('abc') & 'cbs'

这样容易出错的结构 更具可读性的

set('abc').intersection('cbs')

。

通过以下实验对此进行测试：

# Python 3.10.2 (main, Jan 15 2022, 19:56:27) [GCC 11.1.0] on linux

>>> set('ab') & set('ac')
{'a'}
# works, as expected

>>> set('ab') & 'ac'
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for &: 'set' and 'str'
# doesn't work, as expected

>>> set('ab') & list('ac')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for &: 'set' and 'list'
# doesn't work, as expected

>>> set('ab') & iter('ac')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for &: 'set' and 'str_iterator'
# doesn't work, as expected

>>> set('ab') & dict(zip('ac', 'ac')).keys()
{'a'}
# works??

>>> type({}.keys())
<class 'dict_keys'>

>>> isinstance({}.keys(), (set, frozenset))
False

所以，这就是悖论：

• set

  运算符

  &

  适用于

  dict_keys

  对象；
• 文档说它只能与集合一起使用；

• dict_keys

  对象不是集合。

为什么集合运算符

&

可以与 dict_keys 对象一起使用？还有其他类型可以使用吗？我如何找到这些类型的列表？

Answer 1

这不是一个完整的答案，但

dict_keys

是

collections.abc.Set

的实例：

from collections.abc import Set
k = dict(zip('ac', 'ac')).keys()
print(isinstance(k, Set))  # -> True

Answer 2

文档的这一部分指的是

set

/

frozenset

类型支持的内容。事实上，

set

不支持与

dict_keys

实例进行比较，并且它正确返回

NotImplemented

以指示不支持此操作：

>>> left = set('ab')
>>> right = dict(zip('ac', 'ac')).keys()
>>> left.__and__(right)
NotImplemented

此返回值指示 Python 应尝试与另一个操作数进行“反射操作”，以查看是否受支持。它成功了：

>>> right.__rand__(left)
{'a'}

如果

type(left).__and__和

type(right).__rand__

都返回

NotImplemented

，那么您将看到

TypeError

异常。因此，不存在悖论，只是数据模型中的一个微妙之处：在

set

选择退出后，

dict_keys

类型有机会从右侧处理二元运算。

Answer 3

集合运算符也可以在 dict_keys 和列表之间工作。 但由于某种原因，集合和列表之间没有，这似乎不一致

Python 3.10.12 (main, Sep 11 2024, 15:47:36) [GCC 11.4.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> s = {1, 2}
>>> d = {2:0, 3:0}
>>> l = [3, 4]
>>> s - d.keys()
{1}
>>> d.keys() - s
{3}
>>> d.keys() - l
{2}
>>> l - d.keys()
{4}
>>> s -l
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'set' and 'list'
>>> l - s
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for -: 'list' and 'set'