一、什么是元组
Python的元组与列表类似,不同之处在于元组的元素不能修改。元组使用小括号,列表使用方括号
。
tup1 = ('physics', 'chemistry', 1997, 2000)
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5 )
tup3 = "a", "b", "c", "d"
二、定义和使用元组
一个元组中如果有两个元素,我们就称之为二元组;一个元组中如果五个元素,我们就称之为五元组。需要提醒大家注意的是,()
表示空元组,但是如果元组中只有一个元素,需要加上一个逗号,否则()
就不是代表元组的字面量语法,而是改变运算优先级的圆括号,所以('hello', )
和(100, )
才是一元组,而('hello')
和(100)
只是字符串和整数。我们可以通过下面的代码来加以验证。
# 空元组
a = ()
print(type(a)) # <class 'tuple'>
# 不是元组
b = ('hello')
print(type(b)) # <class 'str'>
c = (100)
print(type(c)) # <class 'int'>
# 一元组
d = ('hello', )
print(type(d)) # <class 'tuple'>
e = (100, )
print(type(e)) # <class 'tuple'>
三、元组的相关操作
1. 访问元组
元组可以使用下标索引来访问元组中的值
tuple=('hello',100,4.5)
print(tuple[0])
print(tuple[1])
print(tuple[2])
2. 元组不允许修改元组
tup1 = (12, 34.56);
tup2 = ('abc', 'xyz')
# 以下修改元组元素操作是非法的。
tup1[0] = 100
3. 元组的遍历
a_turple = (1, 2, 3, 4, 5)
for num in a_turple:print(num,end=" ”)
4. 元组的内置函数
四、元组的应用场景
1.打包和解包操作。
当我们把多个用逗号分隔的值赋给一个变量时,多个值会打包成一个元组类型;当我们把一个元组赋值给多个变量时,元组会解包成多个值然后分别赋给对应的变量,如下面的代码所示。
# 打包
a = 1, 10, 100
print(type(a), a) # <class 'tuple'> (1, 10, 100)
# 解包
i, j, k = a
print(i, j, k) # 1 10 100
在解包时,如果解包出来的元素个数和变量个数不对应,会引发ValueError
异常,错误信息为:too many values to unpack
(解包的值太多)或not enough values to unpack
(解包的值不足)。
a = 1, 10, 100, 1000
# i, j, k = a # ValueError: too many values to unpack (expected 3)
# i, j, k, l, m, n = a # ValueError: not enough values to unpack (expected 6, got 4)
有一种解决变量个数少于元素的个数方法,就是使用星号表达式,我们之前讲函数的可变参数时使用过星号表达式。有了星号表达式,我们就可以让一个变量接收多个值,代码如下所示。需要注意的是,用星号表达式修饰的变量会变成一个列表,列表中有0个或多个元素。还有在解包语法中,星号表达式只能出现一次。
a = 1, 10, 100, 1000
i, j, *k = a
print(i, j, k) # 1 10 [100, 1000]
i, *j, k = a
print(i, j, k) # 1 [10, 100] 1000
*i, j, k = a
print(i, j, k) # [1, 10] 100 1000
*i, j = a
print(i, j) # [1, 10, 100] 1000
i, *j = a
print(i, j) # 1 [10, 100, 1000]
i, j, k, *l = a
print(i, j, k, l) # 1 10 100 [1000]
i, j, k, l, *m = a
print(i, j, k, l, m) # 1 10 100 1000 []
需要说明一点,解包语法对所有的序列都成立,这就意味着对列表以及我们之前讲到的range
函数返回的范围序列都可以使用解包语法。大家可以尝试运行下面的代码,看看会出现怎样的结果。
a, b, *c = range(1, 10)
print(a, b, c)
a, b, c = [1, 10, 100]
print(a, b, c)
a, *b, c = 'hello'
print(a, b, c)
2.交换两个变量的值。
交换两个变量的值是编程语言中的一个经典案例,在很多编程语言中,交换两个变量的值都需要借助一个中间变量才能做到,如果不用中间变量就需要使用比较晦涩的位运算来实现。在Python中,交换两个变量a
和b
的值只需要使用如下所示的代码。
a, b = b, a
同理,如果要将三个变量a
、b
、c
的值互换,即b
赋给a
,c
赋给b
,a
赋给c
,也可以如法炮制。
a, b, c = b, c, a
需要说明的是,上面并没有用到打包和解包语法,Python的字节码指令中有ROT_TWO
和ROT_THREE
这样的指令可以实现这个操作,效率是非常高的。但是如果有多于三个变量的值要依次互换,这个时候没有直接可用的字节码指令,执行的原理就是我们上面讲解的打包和解包操作。
五、元组和列表的比较
这里还有一个非常值得探讨的问题,Python中已经有了列表类型,为什么还需要元组这样的类型呢?这个问题对于初学者来说似乎有点困难,不过没有关系,我们先抛出观点,大家可以一边学习一边慢慢体会。
-
元组是不可变类型,不可变类型更适合多线程环境,因为它降低了并发访问变量的同步化开销。关于这一点,我们会在后面讲解多线程的时候为大家详细论述。
-
元组是不可变类型,通常不可变类型在创建时间和占用空间上面都优于对应的可变类型。我们可以使用
sys
模块的getsizeof
函数来检查保存相同元素的元组和列表各自占用了多少内存空间。我们也可以使用timeit
模块的timeit
函数来看看创建保存相同元素的元组和列表各自花费的时间,代码如下所示。import sys import timeita = list(range(100000)) b = tuple(range(100000)) print(sys.getsizeof(a), sys.getsizeof(b)) # 900120 800056print(timeit.timeit('[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]')) print(timeit.timeit('(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)'))
-
Python中的元组和列表是可以相互转换的,我们可以通过下面的代码来做到。
# 将元组转换成列表 info = ('骆昊', 175, True, '四川成都') print(list(info)) # ['骆昊', 175, True, '四川成都'] # 将列表转换成元组 fruits = ['apple', 'banana', 'orange'] print(tuple(fruits)) # ('apple', 'banana', 'orange')
列表和元组都是容器型的数据类型,即一个变量可以保存多个数据。列表是可变数据类型,元组是不可变数据类型,所以列表添加元素、删除元素、清空、排序等方法对于元组来说是不成立的。