python数据类型-6-容器类型-frozenset是线程安全还是进程安全？

python数据类型-6-容器类型-frozenset是线程安全还是进程安全？

一.说明

在python数据类型系列文章中已经介绍了 基础数据类型，容器类型 列表，元组，字典，集合等，今天我们一起来对frozenset 不可变集合 及range函数来进行说明

二.range函数

1.定义

1.用于生成一个不可变的整数序列，常用于循环和迭代；

2.返回的是一个 range 对象，该对象可以用作迭代器；

2.特性

1.惰性生成：range 不会一次性生成所有数字，而是按需生成，因此更节省内存；

2.不可变性：range 对象是不可变的，一旦创建，不能更改；

3.可迭代：range 对象可以用于循环（如 for 循环），可以与其他可迭代对象一起使用。

3.range 函数调用

range 函数有三种常用的调用方式

1.单参数：range(stop)

range(5) #生成 0, 1, 2, 3, 4

2.双参数：range(start, stop)

range(2, 5) #生成 2, 3, 4

3.三参数：range(start, stop, step)

range(1, 10, 2) #生成 1, 3, 5, 7, 9

4.常用的操作和方法

1. 转换为列表：可以通过 list() 函数将 range 对象转换为列表。

list(range(5))  # 输出: [0, 1, 2, 3, 4]

2. 遍历：可以直接用于 for 循环。

for i in range(3):
   print(i)  # 输出: 0, 1, 2

3. 长度：可以使用 len() 函数获取 range 对象的长度。

len(range(5))  # 输出: 5

4. 索引：range 对象支持索引。

r = range(5)
print(r[2])  # 输出: 2

5.使用场景

1. 循环控制：range 经常用于 for 循环中，控制循环次数。

   for i in range(10):
       print(i)
   

2. 列表生成：结合列表推导式，可以用来生成特定范围的列表。

   squares = [x**2 for x in range(10)]  # 生成0到9的平方
   

3. 数据处理：在处理数据集时，可以使用 range 生成索引或切片。

   data = [10, 20, 30, 40, 50]
   for i in range(len(data)):
       print(data[i])  # 遍历数据列表
   

6.总结

为什么我会把range单独拉出来进行说，因为这个使用实在太频繁了，针对特定语言中频繁出现的东西我们就要理解他掌握他 这就是语言基础的学习，理解并熟练使用 range 能显著提升你的 Python 编程能力。

三.frozenset 不可变集合

frozenset 是 Python 中一种内置的数据结构，用于表示不可变的集合，下面我来对这个集合定义、特性、创建、常用操作和使用方法 使用场景进行说明。

1.定义

1.frozenset 是一个不可变的集合（set）

2.frozenset 的元素是唯一的且无序的

3.frozenset 一旦创建，就不能修改（即不能添加或删除元素）

2.特性

1.不可变性：frozenset 创建后不能被更改，保证了数据的安全性。

2.唯一性：和普通集合一样，frozenset 中的元素必须是唯一的。

3.无序性：元素没有固定的顺序，无法通过索引访问元素。

4.可哈希性：由于不可变性，frozenset 可以作为字典的键或存储在其他集合中。

3.创建

可以通过 frozenset() 函数创建一个 frozenset 对象：

# 从可迭代对象创建 frozenset
fs1 = frozenset([1, 2, 3, 4, 5])
fs2 = frozenset('hello')  # 只保留唯一字母 {'h', 'e', 'l', 'o'}
my_set = {1, 2, 3}
my_fs_set = frozenset(my_set)
#当作字典的键
my_fs = frozenset([1, 2, 3])
my_dict = {my_fs: "Hello Frozenset！"}

4.常用操作和方法

1. 基本操作同集合,但不支持任何改变其内容的操作，但支持集合运算

   #查找frozenset的元素
   print(1 in fs1)  # 输出: True
   #作为集合中的元素
   set_of_sets = {frozenset([1, 2]), frozenset([3, 4])}
   

5.使用场景

1. 作为字典的键，上面已经举例我不再重复；

2. 用来表示一组不变的元素，当你需要存储一些唯一的配置或特征集时，使用 frozenset 可以保证这些特征不被改变。

3. 作为集合的元素，上面已经举例我不再重复；

4. frozenset是线程安全非进程安全

   线程安全： 因为 frozenset 是不可变的，多个线程可以安全地访问它而不需要担心数据的修改。这避免了潜在的竞争条件，特别是在共享数据时。

   防止意外修改： 在多线程环境中，使用 frozenset 可以防止一个线程意外地改变另一个线程正在使用的数据。

   高效的哈希： frozenset 是哈希可用的，这使得它在需要将集合作为键存储到字典中的场景中更高效。

   frozenset 线程安全的示例：，注意i不会存在被篡改：

   import threading
   
   # 定义一个共享的字典
   shared_dict = {}
   
   def worker(fset):
       # 使用 frozenset 作为字典的键
       shared_dict[fset] = sum(fset)
   
   # 创建多个线程
   threads = []
   for i in range(5):
       fset = frozenset([i, i + 1, i + 2])
       thread = threading.Thread(target=worker, args=(fset,))
       threads.append(thread)
       thread.start()
   
   # 等待所有线程完成
   for thread in threads:
       thread.join()
   
   # 输出结果
   for key, value in shared_dict.items():
       print(f"{key}: {value}")
   
   '''
       frozenset({0, 1, 2}): 3
       frozenset({1, 2, 3}): 6
       frozenset({2, 3, 4}): 9
       frozenset({3, 4, 5}): 12
       frozenset({4, 5, 6}): 15
   '''
   
   

   frozenset 非进程安全的示例,无输出结果

   from multiprocessing import Process
   
   # 定义一个共享的字典
   shared_dict = {}
   
   def worker(fset):
       
       shared_dict[fset] = sum(fset)
   
   if __name__ == "__main__":
       # 创建多个进程
       processes = []
       for i in range(5):
           fset = frozenset([i, i + 1, i + 2])
           process = Process(target=worker, args=(fset,))
           processes.append(process)
           process.start()
   
       # 等待所有进程完成
       for process in processes:
           process.join()
   
       # 输出结果
       for key, value in shared_dict.items():
           print(f"{key}: {value}")
   
   

   frozenset 非进程安全的修改版本示例

   from multiprocessing import Process, Manager
   
   def worker(fset, shared_dict):
       
       shared_dict[fset] = sum(fset)
   
   if __name__ == "__main__":
       
       manager = Manager()
       shared_dict = manager.dict()
   
       # 创建多个进程
       processes = []
       for i in range(5):
           fset = frozenset([i, i + 1, i + 2])
           process = Process(target=worker, args=(fset, shared_dict))
           processes.append(process)
           process.start()
   
       # 等待所有进程完成
       for process in processes:
           process.join()
   
       # 输出结果
       for key, value in shared_dict.items():
           print(f"{key}: {value}")
   
   '''
   frozenset({0, 1, 2}): 3
   frozenset({1, 2, 3}): 6
   frozenset({2, 3, 4}): 9
   frozenset({3, 4, 5}): 12
   frozenset({4, 5, 6}): 15
   '''
   

在python数据类型系列文章我基本已经归纳总结了基本数据类型和容器类型，下一篇是重点，我将重点介绍自定义数据类型Class 或者说叫做面向对象，我就写到这，有不足地方，欢迎大家补充，我来更新！

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