A.15. Python Set

Set adalah tipe data yang digunakan untuk menampung nilai kolektif unik, jadi tidak ada duplikasi elemen. Elemen yang ada pada set disimpan secara tidak urut.

Pada chapter ini, selain mempelajari tentang set kita akan bahas juga satu variasinya yaitu frozenset.

A.15.1. Set vs. Tuple vs. List

Tipe data set sekilas memiliki kemiripan jika dibandingkan dengan tuple dan list, namun sebenarnya lebih banyak perbedaannya. Silakan lihat tabel berikut untuk lebih jelasnya.

	Set	Tuple	List
Literal	set(), atau elemen ditulis diapit { dan }	(), atau tuple(), atau elemen ditulis tanpa ()	[], atau list()
Contoh	x = set() x = {1, True, "h", 2}	x = () x = tuple() x = (1, True, "h", 2, 1) x = 1, True, "h", 2, 1	x = [] x = list() x = [1, True, "h", 2, 1]
Urutan elemen	tidak urut	urut sesuai index
Pengaksesan elemen	hanya via perulangan	via index dan perulangan
Mutability	elemen bisa diubah	elemen tidak bisa diubah	elemen bisa diubah
Duplikasi elemen	elemen selalu unik	elemen bisa duplikat
Tipe data elemen	bisa sejenis maupun berbeda satu sama lain

A.15.2. Pengenalan Set

Implementasi tipe data set cukup mudah, langsung tulis saja nilai elemen dengan separator , dan diapit menggunakan tanda kurung kurawal { }. Contoh:

data_1 = {1, 'abc', False, ('banana', 'spaghetti')}

print("data:", data_1)
# output ➜ data: {1, 'abc', False, ('banana', 'spaghetti')}

print("len:", len(data_1))
# output ➜ len: 4

• Set bisa menampung element yang tipe datanya bisa sejenis bisa tidak, sama seperti tuple dan list.
• Fungsi len() digunakan untuk menghitung lebar set.

info

Untuk deklarasi set kosong (tanpa isi), gunakan fungsi set(), bukan {} karena literal tersebut akan menciptakan data bertipe lainnya yaitu dictionary.

data_2 = set()

print("data:", data_2)
# output ➜ data: set()

print("len:", len(data_2))
# output ➜ len: 0

Hanya gunakan kurung kurawal buka dan tutup untuk deklarasi set yang ada elemennya (tidak kosong).

A.15.3. Mengakses elemen set

Nilai set by default hanya bisa diakses menggunakan perulangan:

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas'}

for p in fellowship:
    print(p)

Dari limitasi ini, set difungsikan untuk menyelesaikan masalah yang cukup spesifik seperti eliminasi elemen duplikat.

◉ Eliminasi elemen duplikat

Tipe data set memang didesain untuk menyimpan data unik, duplikasi elemen tidak mungkin terjadi, bahkan meskipun dipaksa. Contoh:

data = {1, 2, 3, 2, 1, 4, 5, 2, 3, 5}
print(data)
# output ➜ {1, 2, 3, 4, 5}

Variabel data yang diisi dengan data set dengan banyak elemen duplikasi, sewaktu di-print elemennya adalah unik.

Ok, selanjutnya, pada contoh kedua berikut kita akan coba gunakan set untuk mengeliminasi elemen duplikat pada suatu list.

data = [1, 2, 3, 2, 1, 4, 5, 2, 3, 5]
print(data)
# output ➜ [1, 2, 3, 2, 1, 4, 5, 2, 3, 5]

data_unique_set = set(data)
print(data_unique_set)
# output ➜ {1, 2, 3, 4, 5}

data_unique = list(data_unique_set)
print(data_unique)
# output ➜ [1, 2, 3, 4, 5]

Penjelasan untuk kode di atas:

• Variabel data berisi list dengan banyak elemen duplikasi
• Data list kemudian dikonversi ke bentuk set dengan cara membungkus variabelnya menggunakan fungsi set(). Operasi ini menghasilkan nilai set berisi elemen unik.
• Selanjutnya data set dikonversi lagi ke bentuk list menggunakan fungsi list().

◉ Mengecek apakah element ada

Selain untuk kasus di atas, set juga bisa digunakan untuk pengecekan membership dengan kombinasi keyword if dan in.

Pada contoh berikut, variabel fellowship dicek apakah berisi string gimli atau tidak.

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas'}
to_find = 'gimli'

if to_find in fellowship:
    print(to_find, 'is exists within fellowship')

A.15.4. Operasi pada set

◉ Menambah element

Method add() milik tipe data set digunakan untuk menambahkan element baru. O iya, perlu diingat bahwa tipe data ini didesain untuk mengabaikan urutan elemen, jadi urutan tersimpannya elemen bisa saja acak.

fellowship = set()

fellowship.add('aragorn')
print("len:", len(fellowship), "data:", fellowship)
# output ➜ len: 1 data: {'aragorn'}

fellowship.add('gimli')
print("len:", len(fellowship), "data:", fellowship)
# output ➜ len: 2 data: {'gimli', 'aragorn'}

fellowship.add('legolas')
print("len:", len(fellowship), "data:", fellowship)
# output ➜ len: 3 data: {'gimli', 'legolas', 'aragorn'}

◉ Menghapus element secara acak

Gunakan method pop() untuk menghapus satu elemen secara acak atau random.

fellowship = {'narya', 'nenya', 'nilya'}

fellowship.pop()
print("len:", len(fellowship), "data:", fellowship)
# output ➜ len: 2 data: {'narya', 'nilya'}

fellowship.pop()
print("len:", len(fellowship), "data:", fellowship)
# output ➜ len: 1 data: {'nilya'}

fellowship.pop()
print("len:", len(fellowship), "data:", fellowship)
# output ➜ len: 0 data: set()

◉ Menghapus spesifik elemen

Ada dua method tersedia untuk kebutuhan menghapus elemen tertentu dari suatu set, yaitu discard() dan remove(). Penggunaan keduanya adalah sama, harus disertai dengan 1 argument pemanggilan method, yaitu elemen yang ingin dihapus.

Pada contoh berikut, elemen boromir dihapus dari set menggunakan method discard(), dan elemen gandalf dihapus menggunakan method remove().

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
print("fellowship:", fellowship)
# output ➜ fellowship: {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}

fellowship.discard('boromir')
print("fellowship:", fellowship)
# output ➜ fellowship: {'legolas', 'pippin', 'sam', 'aragorn', 'gimli', 'frodo', 'gandalf', 'merry'}

fellowship.remove('gandalf')
print("fellowship:", fellowship)
# output ➜ fellowship: {'legolas', 'pippin', 'sam', 'aragorn', 'gimli', 'frodo', 'merry'}

Perbedaan dua method di atas: jika elemen yang ingin dihapus tidak ada, method discard() tidak memunculkan error, sedangkan method remove() memunculkan error. Contoh:

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
print("fellowship:", fellowship)

fellowship.discard('batman')
print("fellowship:", fellowship)

fellowship.remove('superman')
print("fellowship:", fellowship)

◉ Mengosongkan isi set

Method clear() digunakan untuk mengosongkan isi set.

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas'}
fellowship.clear()

print("len:", len(fellowship), "data:", fellowship)
# output ➜ len: 0 data: set()

◉ Copy set

Method copy() digunakan untuk meng-copy set, menghasilkan data set baru.

data1 = {'aragorn', 'gimli', 'legolas'}
print("len:", len(data1), "data1:", data1)
# output ➜ len: 3 data1: {'gimli', 'legolas', 'aragorn'}

data2 = data1.copy()
print("len:", len(data2), "data2:", data2)
# output ➜ len: 3 data2: {'gimli', 'legolas', 'aragorn'}

Pada contoh di atas, statement data1.copy() menghasilkan data baru dengan isi sama seperti isi data1 ditampung oleh variabel bernama data2.

Operasi copy disini jenisnya adalah shallow copy.
Lebih detailnya mengenai shallow copy vs deep copy dibahas pada chapter terpisah.

◉ Pengecekan difference antar set

Method difference() digunakan untuk mencari perbedaan elemen antara data (dimana method dipanggil) vs. data pada argument pemanggilan method tersebut.

Sebagai contoh, pada variabel fellowship berikut akan dicari elemen yang tidak ada di variabel hobbits.

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
hobbits = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin', 'bilbo'}

diff = fellowship.difference(hobbits)
print("diff:", diff)
# output ➜ diff: {'boromir', 'legolas', 'aragorn', 'gimli', 'gandalf'}

Selain method di atas, adalagi method difference_update() yang kegunaannya adalah mengubah nilai data (dimana method dipanggil) dengan nilai baru yang didapat dari perbedaan elemen antara data tersebut vs. data pada argument pemanggilan method.

fellowship.difference_update(hobbits)
print("fellowship:", fellowship)
# output ➜ fellowship: {'boromir', 'legolas', 'aragorn', 'gimli', 'gandalf'}

◉ Pengecekan intersection antar set

Method intersection() digunakan untuk mencari elemen yang ada di data (dimana method dipanggil) vs. data pada argument pemanggilan method tersebut.

Pada variabel fellowship berikut akan dicari elemen yang juga ada pada variabel hobbits.

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
hobbits = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin', 'bilbo'}

duplicates = fellowship.intersection(hobbits)
print("duplicates:", duplicates)
# output ➜ duplicates: {'frodo', 'pippin', 'sam', 'merry'}

Tersedia juga method intersection_update() yang berguna untuk mengubah nilai data (dimana method dipanggil) dengan nilai baru yang didapat dari kesamaan elemen antara data tersebut vs. data pada argument pemanggilan method.

fellowship.intersection_update(hobbits)
print("fellowship:", fellowship)
# output ➜ fellowship: {'frodo', 'pippin', 'sam', 'merry'}

◉ Pengecekan keanggotaan subset

Di awal chapter ini kita telah sedikit menyinggung pengecekan membership menggunakan kombinasi keyword if dan in. Selain metode tersebut, ada alternatif cara lain yang bisa digunakan untuk mengecek apakah suatu data (yang pada konteks ini adalah set) merupakan bagian dari element set lain, caranya menggunakan method issubset().

Method issubset() menerima argument berupa data set. Contohnya bisa dilihat pada kode berikut:

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}

hobbits_1 = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin', 'bilbo'}
res_1 = hobbits_1.issubset(fellowship)
print("res_1:", res_1)
# output ➜ res_1: False

hobbits_2 = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
res_2 = hobbits_2.issubset(fellowship)
print("res_2:", res_2)
# output ➜ res_2: True

• Nilai res_1 adalah False karena set hobbits_1 memiliki setidaknya satu elemen yang bukan anggota dari fellowship, yaitu bilbo.
• Nilai res_2 adalah True karena set hobbits_2 semua elemennya adalah anggota dari fellowship.

◉ Pengecekan keanggotaan superset

Selain issubset(), ada juga issuperset() yang fungsinya kurang lebih sama namun kondisinya pengecekannya dibalik.

Agar lebih jelas, silakan lihat kode berikut:

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}

hobbits_1 = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin', 'bilbo'}
res_1 = fellowship.issuperset(hobbits_1)
print("res_1:", res_1)
# output ➜ res_1: False

hobbits_2 = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
res_2 = fellowship.issuperset(hobbits_2)
print("res_2:", res_2)
# output ➜ res_2: True

• Nilai res_1 adalah False karena set hobbits_1 memiliki setidaknya satu elemen yang bukan anggota dari fellowship, yaitu bilbo.
• Nilai res_2 adalah True karena set hobbits_2 semua elemennya adalah anggota dari fellowship.

◉ Pengecekan keanggotaan disjoint

Method ini mengembalikan nilai True jika set pada pemanggilan fungsi berisi elemen yang semuanya bukan anggota data dimana method dipanggil.

fellowship = {'aragorn', 'gimli', 'legolas', 'gandalf', 'boromir', 'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}

res_1 = fellowship.isdisjoint({'aragorn', 'gimli'})
print("res_1:", res_1)

res_2 = fellowship.isdisjoint({'pippin', 'bilbo'})
print("res_2:", res_2)

res_3 = fellowship.isdisjoint({'bilbo'})
print("res_3:", res_3)

• Nilai res_1 adalah False karena beberapa anggota set fellowship adalah aragorn dan gimli'.
• Nilai res_2 adalah False karena beberapa anggota set fellowship adalah pippin. Sedangkan bilbo ia bukanlah anggota fellowship, tapi karena setidaknya ada 1 elemen yang match, maka method isdisjoint mengembalikan nilai False.
• Nilai res_3 adalah True karena bilbo bukanlah anggota fellowship.

◉ Extend/concat/union element

Operasi extend (atau concat atau union) adalah operasi penggabungan dua data set. Ada beberapa metode yang tersedia, diantaranya:

• via method union():

  hobbits = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
  dunedain = {'aragorn'}
  elf = {'legolas'}
  dwarf = {'gimly'}
  human = {'boromir'}
  maiar = {'gandalf'}
  
  fellowship_1 = hobbits.union(dunedain).union(dunedain).union(elf).union(dwarf).union(human).union(maiar)
  print("fellowship_1:", fellowship_1)
  # output ➜ fellowship_1: {'boromir', 'gimly', 'legolas', 'pippin', 'sam', 'aragorn', 'frodo', 'gandalf', 'merry'}

• via method update():

  hobbits = {'frodo', 'sam', 'merry', 'pippin'}
  dunedain = {'aragorn'}
  elf = {'legolas'}
  dwarf = {'gimly'}
  human = {'boromir'}
  maiar = {'gandalf'}
  
  fellowship_2 = set()
  fellowship_2.update(hobbits)
  fellowship_2.update(dunedain)
  fellowship_2.update(dunedain)
  fellowship_2.update(elf)
  fellowship_2.update(dwarf)
  fellowship_2.update(human)
  fellowship_2.update(maiar)
  print("fellowship_2:", fellowship_2)
  # output ➜ fellowship_2: {'boromir', 'gimly', 'legolas', 'pippin', 'sam', 'aragorn', 'frodo', 'gandalf', 'merry'}

Bisa dilihat perbedaannya ada di-bagaimana nilai balik method disimpan.

• Pada method union(), pemanggilan method tersebut mengembalikan data setelah penggabungan, dan bisa di-chain langsung dengan pemanggilan method union() lainnya.
• Pada method update(), data yang digunakan untuk memanggil method tersebut diubah secara langsung nilainya.

◉ Operator bitwise pada set

• Operasi or pada set menggunakan operator |

  a = set('abracadabra') # {'c', 'a', 'r', 'd', 'b'}
  b = set('alacazam')    # {'c', 'z', 'a', 'm', 'l'}
  
  res = a | b
  print(res)
  # output ➜ {'c', 'z', 'a', 'r', 'd', 'b', 'm', 'l'}

  Nilai res berisi elemen set unik kombinasi set a dan set b.

• Operasi and pada set menggunakan operator &

  a = set('abracadabra') # {'c', 'a', 'r', 'd', 'b'}
  b = set('alacazam')    # {'c', 'z', 'a', 'm', 'l'}
  
  res = a & b
  print(res)
  # output ➜ {'c', 'a'}

  Nilai res berisi elemen set yang merupakan anggota set a dan set b. Operasi seperti ini biasa disebut dengan operasi and.

• Operasi exclusive or pada set menggunakan operator ^

  a = set('abracadabra') # {'c', 'a', 'r', 'd', 'b'}
  b = set('alacazam')    # {'c', 'z', 'a', 'm', 'l'}
  
  res = a ^ b
  print(res)
  # output ➜ {'z', 'r', 'b', 'd', 'm', 'l'}

  Nilai res berisi elemen set yang ada di set a atau set b tetapi tidak ada di-keduanya.

◉ Operator - pada set

Digunakan untuk pencarian perbedaan elemen. Contoh penerapan:

a = set('abracadabra') # {'c', 'a', 'r', 'd', 'b'}
b = set('alacazam')    # {'c', 'z', 'a', 'm', 'l'}

res = a - b
print(res)
# output ➜ {'b', 'd', 'r'}

Nilai res berisi elemen set unik yang merupakan anggota set a tapi bukan anggota set b

A.15.5. Fungsi set()

◉ Konversi string ke set

String dibungkus menggunakan method set() menghasilkan data set berisi karakter string yang unik.

data = set('abcda')
print('data', data)
# output ➜ data {'c', 'b', 'a', 'd'}

◉ Konversi list ke set

Data list bisa diubah menjadi set dengan mudah dengan cara membungkusnya menggunakan fungsi set(). Isi dari set adalah elemen unik list.

data = set(['a', 'b', 'c', 'd', 'a'])
print('data', data)
# output ➜ data {'c', 'b', 'a', 'd'}

◉ Konversi tuple ke set

Data tuple juga bisa diubah menjadi set via fungsi set(). Isi dari set adalah elemen unik tuple.

data = set(('a', 'b', 'c', 'd', 'a'))
print('data', data)
# output ➜ data {'c', 'b', 'a', 'd'}

◉ Konversi range ke set

Data range (hasil dari pemanggilan fungsi range()) bisa dikonversi ke bentuk set via fungsi set().

data = set(range(1, 5))
print('data', data)
# output ➜ data {1, 2, 3, 4}

A.15.6. Set comprehension

Metode comprehension juga bisa diterapkan pada set. Contohnya bisa dilihat pada kode berikut, statement set comprehension dibuat untuk melakukan pengecekan apakah ada element pada set set('abracadabra') yang bukan anggota element set('abc').

res = {x for x in set('abracadabra') if x not in set('abc')}
print(res)
# output ➜ {'d', 'r'}

A.15.7. frozenset

frozenset adalah set yang immutable atau tidak bisa diubah nilai elemennya setelah dideklarasikan.

Cara penggunaannya seperti set, perbedaannya pada deklarasi frozenset, fungsi frozenset() digunakan dan bukan set().

a = frozenset('abracadabra')
print(a)
# output ➜ frozenset({'c', 'a', 'r', 'd', 'b'})

b = frozenset('alacazam')
print(b)
# output ➜ frozenset({'c', 'z', 'a', 'm', 'l'})

Semua operasi set, method milik set bisa digunakan pada frozenset, kecuali beberapa operasi yang sifatnya mutable atau mengubah elemen. Contohnya seperti method add(), pop(), remove() dan lainnya tidak bisa digunakan di frozenset.

---

Catatan chapter 📑

◉ Source code praktik

github.com/novalagung/dasarpemrogramanpython-example/../set

◉ Chapter relevan lainnya

• List
• List Comprehension
• Tuple

◉ Referensi

• https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html
• https://docs.python.org/3/library/stdtypes.html#set-types-set-frozenset