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

1. Pythonのセット演算とは？集合（set）の基本とメリット

1. Pythonのセット演算とは？集合（set）の基本とメリット

Python（パイソン）の「セット（set）」は、数学で学ぶ「集合」と同じ考え方でデータを扱う仕組みです。最大の特徴は、リスト（list）とは違い、「同じ値を重複して持てない」ことと「順番を保持しない」ことです。

このセット同士を組み合わせる「セット演算」をマスターすると、大量のデータの中から特定の条件に合うものだけを瞬時に取り出すことができるようになります。プログラミング未経験の方でも、まずは「グループ同士の比較」とイメージすればOKです。

まずは、セットがどのように重複を排除し、どのようなイメージで演算を行うのか、簡単な例で見てみましょう。

# 買い物リスト（重複あり）をセットに変換する例
fruits_list = ["りんご", "みかん", "りんご", "ぶどう"]
fruits_set = set(fruits_list)

# 自動で重複が消え、ユニークなデータだけが残ります
print(fruits_set)

このように、セットを使えば「データのダブり」を気にする必要がありません。この「きれいなデータの塊」同士を合体させたり、引き算したりするのが、これから解説する「和集合」「差集合」「積集合」といった便利な演算機能です。

2. 和集合（union）

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）

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）

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）

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

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

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。