Python元组（Tuple）深度解析！

目录

1. 什么是元组？

2. 创建元组

3.访问元组

4.元组的运算

5.修改元组不可行

6.元组的应用场景

---

前面的博客里，我们详细介绍了列表（List）这一种数据类型，现在我们来讲讲与列表相似的一种数据类型，元组（Tuple）。下表是元组与列表的对比：

在Python中的元组（Tuple）是一种不可变序列，它可以容纳任意数量的元素，这点和列表（List）是一样的。然而，元组与列表之间有着关键的区别，这些区别也使得元组在某些情况下更为适用。本文将深入探讨Python元组的特性、用法以及与其他数据类型的比较。

1. 什么是元组？

元组由一系列元素组成，并用小括号 （）括起来。元组中的元素可以是任何类型，包括数字、字符串、列表等等。如下图：

元组的特点：

• 元组是不可变的（Immutable），一旦创建了元组，就不能再修改其中的元素。意味着与列表相比，元组更加稳定和安全。

• 元组是有序的，这意味着元组中的元素会按照一定的顺序排列。

• 元组可以重复，这意味着元组中的元素可以出现多次。

2. 创建元组

创建元组只需使用圆括号 () 并在其中放置元素，元素之间用逗号 , 分隔。例如：

my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)

创建空元组：

empty_tuple = ()

创建只包含一个元素的元组：

single_element_tuple = (42,)

Notes：这里在元素后面加上逗号，是为了以区分它与普通的表达式不同，不加的话，这里就是括号运算。

3.访问元组

在Python中，元组（tuple）可以通过索引和切片来访问其中的元素。索引从 0 开始，一直到元组的长度减 1。下面我们定义一个元组，内容包含多种数据类型，为了帮助大家理解，示例代码如下：

# 定义元组
my_tuple = (1, "apple", True, 3.14, [5, 6, 7], {"name": "TiYong", "age": 25})
 
# 使用索引访问单个元素
first_element = my_tuple[0]  # 第一个元素
print("第一个元素:", first_element)
 
second_element = my_tuple[1]  # 第二个元素
print("第二个元素:", second_element)
 
last_element = my_tuple[-1]  # 最后一个元素
print("最后一个元素:", last_element)
 
print("-" * 30)  # 分隔线
 
# 使用切片访问子序列
from_second_to_last = my_tuple[1:]  # 从第二个到最后一个元素
print("从第二个到最后一个元素:", from_second_to_last)
 
first_three_elements = my_tuple[:3]  # 前三个元素
print("前三个元素:", first_three_elements)
 
second_to_second_last = my_tuple[1:-1]  # 第二个到倒数第二个元素
print("第二个到倒数第二个元素:", second_to_second_last)
 
print("-" * 30)  # 分隔线
 
# 访问嵌套元素
first_value_in_list = my_tuple[4][0]  # 访问列表元素中的第一个值
print("列表元素中的第一个值:", first_value_in_list)
 
value_in_dict = my_tuple[5]["name"]  # 访问字典元素中的值
print("字典元素中的值:", value_in_dict)
 
print("-" * 30)  # 分隔线
 
# 使用负数索引
second_last_element = my_tuple[-2]  # 倒数第二个元素
print("倒数第二个元素:", second_last_element)
 
print("-" * 30)  # 分隔线
 
# 多层混合访问
age_value = my_tuple[5]["age"]  # 获取字典中年龄的值
print("字典中年龄的值:", age_value)

具体输出如下：

第一个元素: 1
第二个元素: apple
最后一个元素: {'name': 'TiYong', 'age': 25}
------------------------------
从第二个到最后一个元素: ('apple', True, 3.14, [5, 6, 7], {'name': 'TiYong', 'age': 25})
前三个元素: (1, 'apple', True)
第二个到倒数第二个元素: ('apple', True, 3.14, [5, 6, 7])
------------------------------
列表元素中的第一个值: 5
字典元素中的值: TiYong
------------------------------
倒数第二个元素: [5, 6, 7]
------------------------------
字典中年龄的值: 25

4.元组的运算

在Python中，元组（tuple）是不可变的序列，它支持一些基本的运算，包括拼接、重复和成员检测等操作。

• 拼接元组：

元组可以通过加号 + 运算符进行拼接，创建一个新的元组。

tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = ("apple", "banana", "cherry")
 
result_tuple = tuple1 + tuple2
print(result_tuple)   #输出：(1, 2, 3, 'apple', 'banana', 'cherry')

• 元组重复：

使用乘号 * 来重复一个元组的内容。

tuple3 = ("a", "b", "c")
 
repeated_tuple = tuple3 * 3
print(repeated_tuple)  #输出：('a', 'b', 'c', 'a', 'b', 'c', 'a', 'b', 'c')

• 成员检测：

使用 in 关键字来检查元素是否存在于元组中。

my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
 
print(3 in my_tuple)  # True
print(6 in my_tuple)  # False  

• 元组长度：

使用 len() 函数获取元组的长度。

my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
 
print(len(my_tuple))  # 5 

• 元组解包（Unpacking）：

将元组中的元素解包到多个变量中。

my_tuple = (10, 20, 30)
 
a, b, c = my_tuple
 
print(a)  # 10
print(b)  # 20
print(c)  # 30

• 比较元组：

比较两个元组是否相等。

tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = (1, 2, 3)
tuple3 = (3, 2, 1)
 
print(tuple1 == tuple2)  # True
print(tuple1 == tuple3)  # False 

5.修改元组不可行

前面我们一直强调：元组（tuple）是一种不可变的序列类型。这意味着一旦创建了元组，就不能对其进行修改。下面我们通过具体的代码，详细讲解，关于元组不可变性的几个重要知识点：

• 元组创建后不可修改：元组一旦创建了，其中的元素就不能被修改、添加或删除。

my_tuple = (1, 2, 3)
my_tuple[0] = 10  # 这行代码会导致错误，因为元组不可变
 
 
######################
Traceback (most recent call last):
  File "Untitled-1.py", line 2, in 
    my_tuple[0] = 10  # 这行代码会导致错误，因为元组不可变
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

• 添加和删除元素是不允许的：与列表（list）不同，元组不支持 append()、insert()、remove() 等方法来添加或删除元素。

my_tuple = (1, 2, 3)
my_tuple.append(4)  # 会导致 AttributeError 错误
 
del my_tuple[1]  # 会导致 TypeError 错误 
 
 
 
 
######################
#报错如下：
Traceback (most recent call last):
  File "Untitled-1.py", line 2, in 
    my_tuple.append(4)  # 会导致 AttributeError 错误
AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'

• 元组拼接和重复会生成新元组：虽然不能直接修改现有元组，但可以通过拼接和重复操作生成新的元组。

tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = ("a", "b", "c")
 
result_tuple = tuple1 + tuple2  # 创建新的元组
print(result_tuple)  # (1, 2, 3, 'a', 'b', 'c')
 
repeated_tuple = tuple1 * 2  # 创建新的元组
print(repeated_tuple)  # (1, 2, 3, 1, 2, 3)

• 修改元组需要重新赋值：虽然不能直接修改元组，但可以通过重新赋值来实现对元组的间接修改。

my_tuple = (1, 2, 3)
my_tuple = my_tuple + (4,)  # 创建新的元组并赋值给原变量
print(my_tuple)  # (1, 2, 3, 4)
 

• 元组作为字典键：由于元组不可变性，可以作为字典的键，而列表等可变类型则不能。

my_dict = {(1, 2): "apple", (3, 4): "banana"}
print(my_dict[(1, 2)])  # apple 

6.元组的应用场景

在Python中，元组有很多应用场景，下面我们简单展示一些。

a.存储一组相关的数据：

# 定义一个包含学生信息的元组列表
students = [
    ('Alice', 20, 'A'),
    ('Bob', 21, 'B'),
    ('Charlie', 19, 'A-'),
    ('David', 22, 'B+')
]
 
# 打印每个学生的信息
for student in students:
    name, age, grade = student
    print(f"Name: {name}, Age: {age}, Grade: {grade}")

b.作为函数的参数或返回值：

# 定义一个函数，返回两个数字的和与差组成的元组
def add_subtract(a, b):
    return (a + b, a - b)
 
# 调用函数并获取返回的元组
result = add_subtract(10, 5)
sum_result, diff_result = result
 
print(f"Sum: {sum_result}, Difference: {diff_result}")

c.用于集合运算：

# 定义两个元组
tuple1 = (1, 2, 3, 4, 5)
tuple2 = (4, 5, 6, 7, 8)
 
# 求并集
union = set(tuple1) | set(tuple2)
print("Union:", union)
 
# 求交集
intersection = set(tuple1) & set(tuple2)
print("Intersection:", intersection)
 
# 求差集
difference = set(tuple1) - set(tuple2)
print("Difference:", difference)

元组的不可变性这一点，对于许多不可变的数据结构非常有用，那么更多的应用场景，需要大家下去探索。

那么，关于元组（tuple）数据类型及其操作的函数讲解和示例代码，基本上讲完了。大家可以尝试着跟着代码一起学习，如果后面还有补充的，我将继续为大家分享。

感谢您的关注，我们下一篇文章将继续学习记录python的下一个知识点。

如果感觉阅读对您还有些作用，可以评论留言，关注我。谢谢您的阅读！

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