Pythonでセット同士の演算（和集合・差集合・積集合）を行う方法 初心者向け完全ガイド
生徒
「Pythonのセットって重複を消せるのは知ってるんですが、セット同士を組み合わせたり、共通部分だけを取り出す方法はありますか？」
先生
「はい、それがまさにセット演算です。和集合・差集合・積集合という操作を使えば、データを簡単に整理したり比較できます。」
生徒
「和集合とか積集合って数学で聞いたことがあるような…」
先生
「そうです。中学校や高校の数学で習った集合の概念が、そのままPythonでも使えます。では、具体的な使い方を見ていきましょう。」
1. Pythonのセット演算とは？
Python（パイソン）のセットは、数学でいう集合と同じように、複数の要素を管理し、重複を自動で削除します。そして、複数のセット同士で「和集合」「差集合」「積集合」といった演算ができます。
これらの操作を覚えると、例えば「AさんとBさんが持っている本の一覧」「Aさんだけが持っているもの」「共通で持っているもの」などを簡単に調べられます。
2. 和集合（union）
和集合とは、2つのセットのすべての要素を合わせた集合です。重複する要素は1つにまとめられます。記号は|（パイプ）またはunion()メソッドを使います。
a = {"りんご", "みかん", "バナナ"}
b = {"バナナ", "もも", "パイナップル"}
print(a | b)
print(a.union(b))
{'パイナップル', 'もも', 'みかん', 'バナナ', 'りんご'}
{'パイナップル', 'もも', 'みかん', 'バナナ', 'りんご'}
3. 差集合（difference）
差集合とは、片方のセットにあって、もう片方にはない要素を取り出す演算です。記号は-（マイナス）またはdifference()メソッドを使います。
a = {"りんご", "みかん", "バナナ"}
b = {"バナナ", "もも", "パイナップル"}
print(a - b)
print(b - a)
{'みかん', 'りんご'}
{'パイナップル', 'もも'}
4. 積集合（intersection）
積集合とは、両方のセットに共通して含まれる要素だけを取り出す演算です。記号は&（アンパサンド）またはintersection()メソッドを使います。
a = {"りんご", "みかん", "バナナ"}
b = {"バナナ", "もも", "パイナップル"}
print(a & b)
print(a.intersection(b))
{'バナナ'}
{'バナナ'}
5. 対称差集合（symmetric_difference）
対称差集合とは、どちらか片方にだけ含まれる要素を取り出す演算です。両方にある要素は除かれます。記号は^（キャレット）またはsymmetric_difference()を使います。
a = {"りんご", "みかん", "バナナ"}
b = {"バナナ", "もも", "パイナップル"}
print(a ^ b)
{'もも', 'りんご', 'パイナップル', 'みかん'}
6. 応用例：会員データの比較
例えば、オンラインサービスの会員データで「無料会員と有料会員の両方にいるユーザー」「無料会員だけのユーザー」「有料会員だけのユーザー」を調べる場合に集合演算が役立ちます。
free_users = {"佐藤", "鈴木", "高橋", "田中"}
paid_users = {"田中", "伊藤", "佐藤"}
# 共通ユーザー
print(free_users & paid_users)
# 無料会員だけ
print(free_users - paid_users)
# 有料会員だけ
print(paid_users - free_users)
{'佐藤', '田中'}
{'高橋', '鈴木'}
{'伊藤'}
7. 初心者が覚えるべきポイント
- 和集合：すべての要素をまとめる（
|またはunion()） - 差集合：片方だけにある要素を取り出す（
-またはdifference()） - 積集合：両方に共通する要素だけ（
&またはintersection()） - 対称差集合：どちらか一方だけにある要素（
^またはsymmetric_difference()）
これらを使いこなすと、データの比較や整理が非常に簡単になります。特に大規模なデータ処理や検索機能の実装にも役立ちます。
