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Python元组详解

article 2024/11/15 10:19:30

在上一篇笔记中介绍了列表。

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列表https://blog.csdn.net/m0_61009360/article/details/141606941 而篇笔记将介绍与列表很像但又不同的数据类型：元组。接下来本文将详细讲解Python元组的概念和特性，以及常见的操作方法。

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一．什么是元组？

元组（Tuple）是 Python 中的一种数据结构，可用于存储多个值的有序集合。与列表类似（List），元组中的元素可以是任意类型的数据，但与列表不同的是，元组是不可变的。一旦创建了元组，就不能修改其内容。这种不可变性使得元组在某些场景下比列表更具优势，比如在需要保证数据完整性的情况下使用元组更具安全性。

二．创建元组

在 Python 中，元组使用圆括号 () 创建。可以在括号内用逗号分隔多个元素来创建一个元组。

1.空元组：

empty_tuple = ()

2.单个元素的元组：

创建一个包含单个元素的元组时，需要在元素后面加一个逗号，否则 Python会将其识别为普通的变量。

value = (42)
single_element_tuple = (42,)
print(type(value))
print(type(single_element_tuple))

输出：

可见，如果单个元素后未加逗号，会视为变量，上述例子为整数类型。

3.包含多个元素的元组：

multi_element_tuple = (1, 2, 3, "Python", True)

上述元组中包含不同数据类型。

4.不使用括号的元组：

Python 允许省略括号直接创建元组，只需用逗号分隔元素即可。这称为“序列解包”或“隐式元组”。

implicit_tuple = 1, 2, 3
print(type(implicit_tuple))

输出：

三. 操作方法

由于元组是不可变的，因此它不支持像列表那样的修改操作（如 append、remove 等）。如果对元组中的元素进行修改，则会报错：

test_tuple = (10, 20, 30, 40)
test_tuple[0] = 100

报错：

TypeError Traceback (most recent call last)

Cell In[9], line 2

1 test_tuple = (10, 20, 30, 40)

----> 2 test_tuple[0] = 100

TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

但是，元组仍然可以进行一些常见的操作。

1.访问元素：

使用索引来访问元组中的元素，与列表的操作类似。索引从 0 开始，也可以通过负数索引从末尾开始访问元素。

my_tuple = (1, 2, 'hello', (3, 4))
print(my_tuple[0]) #输出：1
print(my_tuple[-1]) #输出：(3, 4)

2.切片：

可以使用切片操作符 : 访问元组中的一部分。

my_tuple = (10, 20, 30, 40)
print(my_tuple[1:3]) #输出 (20, 30)

3.连接：

可以使用“+”运算符将两个或多个元组连接起来生成一个新的元组。

tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = (4, 5, 6)
result_tuple = tuple1 + tuple2
print(result_tuple) # 输出 (1, 2, 3, 4, 5, 6)

4.重复：

可以使用“*”运算符重复元组中的元素生成一个新的元组。

my_tuple = (1, 2, 3)
repeated_tuple = my_tuple * 3
print(repeated_tuple)# 输出 (1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3)

5.成员检查：

使用"in"关键字检查某个元素是否存在于元组中。

my_tuple = (1, 2, 3, 4)
print(3 in my_tuple) #输出 True

6.解包（Unpacking）：

元组的解包允许将元组中的元素直接赋值给多个变量。

my_tuple = (1, 2, 3)
a, b, c = my_tuple
print(a) # 输出 1
print(b) # 输出 2
print(c) # 输出 3

7.内置函数：

Python 提供了一些内置函数用于操作元组，如 len()、max()、min()、sum() 等。

my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
print(len(my_tuple)) #输出 5
print(max(my_tuple)) #输出 5
print(min(my_tuple)) #输出 1
print(sum(my_tuple)) #输出 15

还有count() 方法可以用来统计某个元素在元组中出现的次数，index() 方法可以返回某个元素在元组中首次出现的索引。

my_tuple = (1, 2, 2, 3, 4, 2)
print(my_tuple.count(2))# 输出：3
print(my_tuple.index(3))# 输出：3

四. 应用场景

元组在 Python 中具有广泛的应用，特别是在以下场景中：

1.不变数据的存储：

当有一组数据需要保证不被修改时，可以使用元组。例如，数据库查询的结果通常是以元组的形式返回的，因为这些结果通常不需要修改。

2.作为字典的键：

元组可以作为字典的键，而列表不可以。因为元组是不可变的，因此可以保证键的稳定性。

my_dict = {(1, 2): "value1", (3, 4): "value2"}
print(my_dict[(1, 2)])# 输出 "value1"

3.函数返回多个值：

函数可以通过返回元组来一次返回多个值。

def get_min_max(numbers):
  return min(numbers), max(numbers)
  
min_val, max_val = get_min_max([1, 2, 3, 4, 5])
print(min_val) # 输出 1
print(max_val) # 输出 5

4.结构化数据：

元组常用于表示结构化的数据，例如坐标 (x, y)、数据库记录等。

五.元组的优缺点