Teori himpunan

Menulis Kode Python yang Efisien

Logan Thomas

Scientific Software Technical Trainer, Enthought

Teori himpunan

Cabang matematika tentang koleksi objek
- yaitu, sets
Python memiliki tipe data bawaan set beserta metodenya:
- intersection(): elemen yang ada di kedua set
- difference(): elemen di satu set tapi tidak di lainnya
- symmetric_difference(): elemen yang hanya ada di salah satu set
- union(): semua elemen yang ada di salah satu set
Pengujian keanggotaan yang cepat
- Cek apakah suatu nilai ada dalam urutan atau tidak
- Dengan operator in

Membandingkan objek dengan loop

list_a = ['Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle']
list_b = ['Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle']

alt=”Pokemon Bulbasaur, Charmander, dan Squirtle dalam kotak berjudul List A dan Caterpie, Pidgey, serta Squirtle dalam kotak terpisah berjudul List B”

Membandingkan objek dengan loop

list_a = ['Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle']
list_b = ['Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle']

alt=”Pokemon Bulbasaur, Charmander, dan Squirtle dalam kotak berjudul List A dan Caterpie, Pidgey, serta Squirtle dalam kotak terpisah berjudul List B; Squirtle dilingkari di kedua kotak”

list_a = ['Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle']
list_b = ['Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle']

in_common = []

for pokemon_a in list_a:
    for pokemon_b in list_b:
        if pokemon_a == pokemon_b:
            in_common.append(pokemon_a)

print(in_common)

['Squirtle']

list_a = ['Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle']
list_b = ['Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle']

set_a = set(list_a)
print(set_a)

{'Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle'}

set_b = set(list_b)
print(set_b)

{'Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle'}

set_a.intersection(set_b)

{'Squirtle'}

Efisiensi dengan teori himpunan

%%timeit
in_common = []

for pokemon_a in list_a:
    for pokemon_b in list_b:
        if pokemon_a == pokemon_b:
            in_common.append(pokemon_a)

601 ns ± 17.1 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1000000 loops each)

%timeit in_common = set_a.intersection(set_b)

137 ns ± 3.01 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)

Metode set: difference

set_a = {'Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle'}
set_b = {'Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle'}

set_a.difference(set_b)

{'Bulbasaur', 'Charmander'}

alt=”Pokemon Bulbasaur, Charmander, dan Squirtle dalam kotak berjudul Set A, serta Caterpie, Pidgey, dan Squirtle dalam kotak terpisah berjudul Set B; Bulbasaur dan Charmander dilingkari di kotak Set A”

Metode set: difference

set_a = {'Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle'}
set_b = {'Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle'}

set_b.difference(set_a)

{'Caterpie', 'Pidgey'}

alt=”Pokemon Bulbasaur, Charmander, dan Squirtle dalam kotak berjudul Set A, serta Caterpie, Pidgey, dan Squirtle dalam kotak terpisah berjudul Set B; Caterpie dan Pidgey dilingkari di kotak Set B”

Metode set: symmetric difference

set_a = {'Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle'}
set_b = {'Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle'}

set_a.symmetric_difference(set_b)

{'Bulbasaur', 'Caterpie', 'Charmander', 'Pidgey'}

alt=”Pokemon Bulbasaur, Charmander, dan Squirtle dalam kotak berjudul Set A, serta Caterpie, Pidgey, dan Squirtle dalam kotak terpisah berjudul Set B; Bulbasaur, Charmander, Caterpie, dan Pidgey dilingkari”

Metode set: union

set_a = {'Bulbasaur', 'Charmander', 'Squirtle'}
set_b = {'Caterpie', 'Pidgey', 'Squirtle'}

set_a.union(set_b)

{'Bulbasaur', 'Caterpie', 'Charmander', 'Pidgey', 'Squirtle'}

alt=”Pokemon Bulbasaur, Charmander, dan Squirtle dalam kotak berjudul Set A, serta Caterpie, Pidgey, dan Squirtle dalam kotak terpisah berjudul Set B; Semua Pokemon dilingkari dan Squirtle hanya sekali”

Uji keanggotaan dengan set

# Total 720 Pokémon yang sama di tiap struktur data
names_list  = ['Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...]
names_tuple = ('Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...)
names_set   = {'Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...}

alt=”Pokemon Abomasnow, Abra, dan Absol dalam tiga kotak terpisah berjudul List, Tuple, dan Set”

Uji keanggotaan dengan set

# Total 720 Pokémon yang sama di tiap struktur data
names_list  = ['Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...]
names_tuple = ('Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...)
names_set   = {'Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...}

alt=”Pokemon Abomasnow, Abra, dan Absol dalam tiga kotak terpisah berjudul List, Tuple, dan Set; Pokemon Zubat dengan garis ke tiap kotak untuk uji keanggotaan”

names_list  = ['Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...]
names_tuple = ('Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...)
names_set   = {'Abomasnow', 'Abra', 'Absol', ...}

%timeit 'Zubat' in names_list

7.63 µs ± 211 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)

%timeit 'Zubat' in names_tuple

7.6 µs ± 394 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)

%timeit 'Zubat' in names_set

37.5 ns ± 1.37 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000000 loops each)

Nilai unik dengan set

# 720 tipe primer Pokémon sesuai tiap Pokémon
primary_types = ['Grass', 'Psychic', 'Dark', 'Bug', ...]

unique_types = []

for prim_type in primary_types:
    if prim_type not in unique_types:
        unique_types.append(prim_type)

print(unique_types)

['Grass', 'Psychic', 'Dark', 'Bug', 'Steel', 'Rock', 'Normal',
 'Water', 'Dragon', 'Electric', 'Poison', 'Fire', 'Fairy', 'Ice',
 'Ground', 'Ghost', 'Fighting', 'Flying']

Nilai unik dengan set

# 720 tipe primer Pokémon sesuai tiap Pokémon
primary_types = ['Grass', 'Psychic', 'Dark', 'Bug', ...]

unique_types_set = set(primary_types)

print(unique_types_set)

{'Grass', 'Psychic', 'Dark', 'Bug', 'Steel', 'Rock', 'Normal',
 'Water', 'Dragon', 'Electric', 'Poison', 'Fire', 'Fairy', 'Ice',
 'Ground', 'Ghost', 'Fighting', 'Flying'}

Mari berlatih teori himpunan!

Menulis Kode Python yang Efisien