深挖 Python 元组 pt.1

哈喽大家好，我是咸鱼

好久不见甚是想念，2023 年最后一次法定节假日已经结束了，不知道各位小伙伴是不是跟咸鱼一样今天就开始“搬砖”了呢？

我们知道元组（tuple）是 Python 的内置数据类型，tuple 是一个不可变的值序列

tuple 的元素可以是任何类型，一般用在存储异构数据（例如数据库记录）的场景

那么今天这篇译文将带大家深入了解一下 tuple 以及它们的主要功能和示例(原文较长，我分成几个部分去讲)

原文链接：https://realpython.com/python-tuple/

前言

tuple 是不可变的，可以存储固定数量的元素（也可以叫项目，item）

例如可以通过 tuple 来表示笛卡尔坐标(x,y)、RGB 颜色(red,green,blue)或者数据库表中的记录(name,age,job)

tuple 的一些特点如下：

有序：里面的元素可以按照顺序排列

轻量级：与列表等其他序列相比，tuple 消耗的内存要少

从零开始索引：可以从零开始索引访问里面的元素

不可变：不可以改变里面的元素

异构：可以存储不同数据类型的对象（包括可变对象）

可嵌套：tuple 里面可以包含 tuple

可迭代：能够遍历里面的元素

可切片：可以从元组中提取一系列元素

可组合：支持串联操作，可以使用串联运算符组合多个元组

可哈希：里面的元素都是不可变时可以用作字典的键

在 python 中，tuple 是有序的，这意味着其元素保持原始插入顺序，这个顺序在 tuple 的生命周期内保持不变

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可以按位置或索引访问元组中的元素（从零开始）

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tuple 创建

tuple 是以逗号分隔的序列对象。要在元组中存储对象，需要一次创建包含其所有内容的元组对象

直接创建

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需要注意的是，括号不是必需的，逗号才是。但是在大多数情况下括号可以提高代码的可读性

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尽管括号对于定义大多数 tuple 不是必需的，但在创建空 tuple 时必须包含它们：

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因为 tuple 是不可变的，所以创建空 tuple 之后无法往里面添加元素。到这里有小伙伴可能会问：既然这样为什么还要创建一个空 tuple？

例如现在有一个构建并返回 tuple 的函数，在一些情况下这个函数不会为生成的 tuple 创建元素，这样我们就需要返回一个空 tuple。以此来使得函数的返回值类型保持一致

除此之外，下面的情况也需要使用到括号

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当我们使用 % 进行格式化输出的时候：

• 第一种加括号：使用括在括号中的元组作为 % 运算符的右侧操作数，按预期工作
• 第二种没加括号：报错

我们创建单个元素的 tuple

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可以看到括号不是必需的，尾随逗号才是

使用 tuple() 创建

还可以使用 tuple() 从可迭代对象（列表、集合、字典或字符串）中创建 tuple，默认生成一个空 tuple

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通过集合来创建 tuple 时需要注意集合是无序的，会影响生成 tuple 中的元素的最终顺序

如果我们从一个迭代器对象中创建一个tuple，那么 tuple() 函数会使用迭代器逐个生成元素，然后将这些元素组合成一个元组并返回

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又或者从生成器表达式中创建 tuple，生成器是一种特殊的迭代器

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tuple 索引和切片

tuple 中每一个元素都有一个整数索引，用于指定其在元组中的位置，索引从 0 开始

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用不同的索引为 tuple 建立索引，可以直接访问相关的值。如果使用大 O 符号表示时间复杂度，那么可以说索引是一个O(1)操作

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这意味着 tuple 非常适合需要快速访问序列中的特定项的情况

len() 函数返回 tuple 长度

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如果使用大于或等于 tuple 长度的索引，则会报错

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还可以使用负索引，负索引从右端开始数起

负索引对于所有 Python 序列（例如列表和字符串）都是通用的

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如果使用负索引，则 -len(tuple_object) 将成为元组中的第一项。如果使用低于此值的索引，则会报错

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对于嵌套 tuple，我们该如何访问到里面的元素？

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答案是通过多层索引

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tuple 切片

和其他序列一样，tuple 可以使用切片操作来提取其中的内容

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[start:stop:step] 此构造的一部分称为切片运算符。它由一对方括号和三个可选索引组成：start 、 stop 和 step

其中第二个冒号不是必须的，如果 step为1的话就可以省略

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tuple 不可变特性

Python 的 tuple 是不可变的，这意味着一旦你创建了一个 tuple，你就不能就地更改或更新它的元素，只能创建新的 tuple 对象

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tuple 不可变的另一个含义是无法对其扩容缩容，与列表不同，元组没有.append() 、 .extend() .insert() .remove() 和 .clear() 方法

也不支持 del 语句

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尽管 tuple 是不可变的，但是我们知道 tuple 里面可以存储任意类型的对象，包括可变对象

这意味着我们可以在 tuple 中存储列表、集合、字典等其他可变对象

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student_info 中前两个元素是不可变的，最后一个是列表（可变），所以我们可以对其进行更改

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又因为 tuple 是不可变的（可哈希），所以可以用作字典中的 key

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如果用作 key 的 tuple 里面包含可变元素，则会报错

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