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Python 元组:如何创建、使用和转换

原文:https://python.land/python-data-types/python-tuple

Python tuple 是 Python 三种内置的序列数据类型之一，另外两种是列表和范围对象。Python 元组与更常见的 Python 列表共享许多属性:

它可以在一个变量中保存多个值
它是有序的:项目的顺序被保留
元组可以有重复的值
它是有索引的:你可以用数字来访问项目
元组可以具有任意长度

但是有显著的不同:

元组是不可变的；一旦定义，就不能更改。
使用可选的括号()而不是方括号[]来定义元组
因为元组是不可变的，所以它可以被散列，因此它可以充当字典中的键

创建一个 Python 元组
使用 Python 元组的多重赋值
索引访问
追加到一个 Python 元组
获取元组长度
Python 元组 vs 列表
Python 元组 vs 集合
转换 Python 元组

创建一个 Python 元组

我们使用可选的括号(圆括号)从单个值创建元组，如下所示:

>>> my_numbers = (1, 2, 3)
>>> the_same = 1, 2, 3
>>> my_strings = ('Hello', 'World')
>>> my_mixed_tuple = ('Hello', 123, True)

像 Python 中的所有东西一样，元组是对象，并且有一个定义它们的类。我们还可以通过使用该类的tuple()构造函数来创建一个元组。它允许任何 Python 可迭代的 T2 类型作为参数。在下面的例子中，我们从一个列表中创建一个元组:

>>> tuple([0,1,2])
(0, 1, 2)
>>>

现在您也知道如何将 Python 列表转换成元组了！

哪种方法最好？

Python 并不总是很容易推断出您是在使用常规括号还是在尝试创建元组。为了演示，让我们定义一个仅包含一项的元组:

>>> t = (1)
1
>>> t = (1, )
(1,)

Python 在第一次尝试时看到数字 1，它被无用的括号包围，因此 Python 将表达式分解为数字 1。然而，我们在第二次尝试中添加了一个逗号，明确地向 Python 发出信号，表明我们正在创建一个只有一个元素的元组。

只有一个条目的元组对于大多数用例来说是无用的，但是它演示了 Python 如何识别元组:因为有逗号。

如果我们可以使用tuple()，为什么还有第二种方法呢？另一种符号更简洁，但也有它的价值，因为您可以使用它以这种简洁的方式将多个列表解包到一个元组中:

>>> l1 = [1, 2, 3]
>>> l2 = [4, 5, 6]
>>> t = (*l1, *l2)
>>> t
(1, 2, 3, 4, 5, 6)

第一个*操作符将列表分解成单独的元素。就好像你会在那个地方把它们一个一个地打出来。如果您想知道，这个解包技巧适用于所有的可迭代类型！

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使用 Python 元组的多重赋值

在前面的主题中，您已经看到了称为元组解包的东西。还有另一种解包元组的方法，叫做多重赋值。这是一个经常使用的东西，尤其是当从函数返回数据时，所以值得一看。

多重赋值是这样工作的:

>>> person = ('Erik', 38, True)
>>> name, age, registered = person
>>> name
'Erik'
>>> _

像使用*一样，这种类型的解包适用于 Python 中的所有可迭代类型，包括列表和字符串。

正如我在关于从 Python 函数返回多个值的 Python 技巧中解释的那样，解包元组在与返回多个值的函数结合使用时效果很好。这是一种返回多个值的简洁方法，无需求助于数据类或字典:

def get_user_by_id(userid):
    # fetch user from database
    # ....
    return name, age

name, age = get_user_by_id(4)

索引访问

我们可以使用像[0]和[1]这样的索引号来访问一个元组:

>>> my_mixed_tuple = 'Hello', 123, True
>>> my_mixed_tuple[0]
'Hello'
>>> my_mixed_tuple[2]
True
>>> _

追加到一个 Python 元组

因为 tuple 是不可变的，你不能在创建 tuple 之后把数据追加到它上面。出于同样的原因，您也不能从元组中删除数据。当然，您可以从旧的元组创建一个新的元组，并将额外的项附加到它上面，方法如下:

>>> t1 = (1, 2, 3)
>>> t = (*t1, 'Extra', 'Items')
>>> t
(1, 2, 3, 'Extra', 'Items')

我们所做的是解包t1，用解包的值和两个不同的字符串创建一个新的元组，并再次将结果赋给t。

获取元组长度

len()函数作用于 Python 元组就像它作用于列表和字符串等所有其他可迭代类型一样:

>>> t = 1, 2, 3
>>> len(t)
3

Python 元组 vs 列表

Python 元组和 Python 列表之间最显著的区别是，列表是可变的，而元组不是。定义元组后，不能添加或删除值。相比之下，列表允许您随意添加或删除值。这一特性可能是一个优势；你可以把它看作写保护。如果一段数据不打算改变，使用元组可以防止错误。毕竟，六个月后，您可能会忘记不应该更改数据。使用元组可以防止错误。

另一个好处是元组更快，或者至少人们是这么说的。我没有看到证据，但这是有道理的。因为它是不可变的数据类型，所以元组的内部实现可以比列表简单。毕竟，它们不需要扩大或在随机位置插入元素的方法，这通常是作为一个链表来实现的。根据我的理解，在 CPython 实现中，tuple 使用简单的类似数组的结构。

Python 元组 vs 集合

元组和 Python 集合之间最显著的区别是元组可以有重复，而集合不能。集合的全部目的是它不能包含重复。这是消除重复数据的绝佳工具。

转换 Python 元组

将元组转换为列表

Python 列表是可变的，而元组不是。如果需要，可以用下列方法之一将元组转换为列表。

最干净、可读性最强的方法是使用list()构造函数:

>>> t = 1, 2, 3
>>> list(t)
[1, 2, 3]

更简洁但可读性较差的方法是使用解包。这种解包有时会很方便，因为它允许您将多个元组解包到一个列表中，或者添加一些额外的值:

>>> t = 1, 2, 3
>>> l = [*t]
>>> l
[1, 2, 3]
>>> l = [*t, 4, 5, 6]
>>> l
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

将元组转换为集合

类似于列表的转换，我们可以使用set()将元组转换为集合:

>>> t = (1, 2, 3)
>>> s = set(t)
>>> s
{1, 2, 3}

在这里，我们也可以使用解包:

>>> s = {*t}
>>> s
{1, 2, 3}

将元组转换为字符串

像 Python 中的大多数对象一样，tuple 有一个所谓的 dunder 方法，称为__str__，它将 tuple 转换为一个字符串。当您想要打印一个元组时，您不需要显式地这样做。 Python 的打印函数会在任何不是字符串的对象上调用这个方法。在其他情况下，您可以使用str()构造函数来获取元组的字符串表示:

>>> t = (1, 2, 3)
>>> print(t)
(1, 2, 3)
>>> str(t)
'(1, 2, 3)'

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