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05 元组基础

元组（Tuple）是 Python 中一种不可变的序列类型，用于存储多个有序元素。与列表（List）不同，元组一旦创建，其内容不可修改。元组通常用于存储不应被更改的数据集合，例如坐标、配置参数等。

元组的定义使用圆括号 ()，元素之间用逗号分隔： 

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my_tuple = (1, 2, 3, "hello") # 元组也可以装入多个不同的数据类型

元组的创建

  1. 直接赋值：使用圆括号直接定义元组。

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    tuple1 = (1, 2, 3)

  2. 省略圆括号：在不引起歧义的情况下，可以省略圆括号，仅用逗号分隔元素（但是一般情况下并不建议这么做）。

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    tuple2 = 4, 5, 6

  3. 单元素元组：定义单元素元组时，必须在元素后加逗号，否则会被识别为普通变量。

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    single_tuple = (7,)  # 正确
not_a_tuple = (8)    # 错误，实际上是整数 8

  4. 使用 tuple() 函数：将其他可迭代对象（如列表、字符串）转换为元组。

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    list_data = [1, 2, 3]
tuple3 = tuple(list_data)  # 结果为 (1, 2, 3)

元组一旦创建，其内容不可修改（添加、删除或替换元素）。尝试修改会引发 TypeError：

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my_tuple = (1, 2, 3)
my_tuple[0] = 10  # 报错：TypeError 'tuple' object does not support item assignment

元组的访问

  1. 索引访问：通过下标访问元组中的元素。

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     tuple1 = (1, 2, 3, 4, 5)
 print(tuple1[2]) # 3
 print(tuple1[-1]) # 5

  2. 切片操作：提取子元组。

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     tuple1 = (1, 2, 3, 4, 5)
 print(tuple1[1:3]) # (2, 3) 
 print(tuple1[:3]) # (1, 2, 3)
 print(tuple1[3:]) # (4, 5)
 print(tuple1[:]) # (1, 2, 3, 4, 5)
 print(tuple1[::2]) # (1, 3, 5)
 print(tuple1[::-1]) # (5, 4, 3, 2, 1)

元组的常见操作

  1. 拼接元组：使用 + 运算符拼接多个元组。

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    tuple1 = (1, 2)
tuple2 = (3, 4)
combined = tuple1 + tuple2  # 结果为 (1, 2, 3, 4)

  2. 重复元组：使用 * 运算符重复元组内容。

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    repeated = (1, 2) * 3  # 结果为 (1, 2, 1, 2, 1, 2)

  3. 成员检查：使用 in 检查元素是否存在于元组中。

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    my_tuple = (10, 20, 30)
print(20 in my_tuple)  # 输出 True

  4. 元组支持解包（Unpacking），允许将元组元素赋值给多个变量：

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

元组的高级用法

  1. 命名元组：使用 collections.namedtuple 创建具有字段名的元组，增强可读性。

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    from collections import namedtuple
PointV = namedtuple("Point", ["x", "y"])
p = PointV(10, 20)
print(p.x, p.y)  # 输出 10 20
print(p) # Point(x=10, y=20)

  2. 元组作为字典键：元组是不可变的，因此可以作为字典的键，而列表不行。

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    coordinates = {(1, 2): "A", (3, 4): "B"}
print(coordinates[(1, 2)])  # 输出 "A"

  3. 函数返回多个值：函数可以通过元组返回多个值。

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    def get_values():
    return 1, 2, 3

a, b, c = get_values()  # 解包返回值

元组与列表的对比

特性 元组 (Tuple) 列表 (List)
可变性 不可变 可变
定义符号 () []
性能 更快 较慢
适用场景 数据保护、字典键 动态数据操作

元组比列表更轻量级，访问速度更快，适合存储不变数据，同时元组是 Python 中一种高效且安全的数据结构。在需要高性能的场景（如大量数据读取）中，优先使用元组，通过合理使用元组，可以提高代码的可读性和性能。