Python 元组教程：创建与使用元组及常用函数示例

与 Python 列表类似，元组是另一种标准数据类型，允许您以序列的形式存储值。它在需要与他人共享数据但不希望对方修改数据的场景中非常有用。对方可以使用这些数据值，但对原始共享数据不会产生任何更改。

在本教程中，您将详细了解 Python 元组：

您将学习如何初始化元组。还会通过示例看到元组的不可变特性；
您还会了解元组与 Python 列表的区别；
接着，您将看到多种元组操作，例如切片、乘法、连接等；
掌握一些与元组相关的内置函数也很有帮助，本节将介绍其中一些重要函数。
最后，您还会看到可以一次性为元组解包并赋多个值。

别忘了查看 DataCamp 的 Data Types for Data Science 课程，您可以在其中巩固并练习列表、字典、集合等数据结构的知识！或者，也可以看看这篇 Python 数据结构教程，进一步了解 Python 所使用的不同数据结构。

Python 元组

如上所述，您可以使用这种 Python 数据结构来存储一个不可变（或不可更改）且有序的项目序列。

元组使用 () 圆括号初始化，而列表使用 [] 方括号。这意味着要创建一个元组，您只需执行以下操作：

cake = ('c','a','k','e')
print(type(cake))
技术支持

<class 'tuple'>
技术支持

请记住，type() 是一个内置函数，可用于检查传入参数的数据类型。

元组既可以保存同质的值，也可以保存异质的值。但请注意，一旦您声明了这些值，就不能再更改它们：

mixed_type = ('C',0,0,'K','I','E')

for i in mixed_type:
    print(i,":",type(i))
技术支持

C : <class 'str'>
0 : <class 'int'>
0 : <class 'int'>
K : <class 'str'>
I : <class 'str'>
E : <class 'str'>
技术支持

# Try to change 0 to 'O'
mixed_type[1] = 'O'
技术支持

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-16-dec29c289a95> in <module>()
----> 1 mixed_type[1] = 'O' # Trying to change 0 to 'O'


TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
技术支持

您会看到上述错误消息，是因为您不能更改元组内的值。

以下是创建元组的另一种方式：

numbers_tuple = 1,2,3,4,5
print(type(numbers_tuple))
技术支持

<class 'tuple'>技术支持

元组与列表

您可能已经注意到，元组与列表非常相似。实际上，可以把它看作不可变的列表，这意味着一旦创建了元组，您就不能删除或更改其中项目的值，也不能添加新值。请看下面的示例：

numbers_tuple = (1,2,3,4,5)
numbers_list = [1,2,3,4,5]

# Append a number to the tuple
numbers_tuple.append(6)
技术支持

---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-26-e47776d745ce> in <module>()
      3 
      4 # Append a number to the tuple
----> 5 numbers_tuple.append(6)


AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'
技术支持

这会抛出错误，因为您不能从元组中删除或向其添加元素，而列表可以。

# Append numbers to the list
numbers_list.append(6)
numbers_list.append(7)
numbers_list.append(8)

# Remove a number from the list
numbers_list.remove(7)
print(numbers_list)
技术支持

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 8]
技术支持

但如果元组是不可变的，为什么还要用它呢？

不仅因为它们为数据值提供“只读”访问，而且它们也比列表更快。请看以下代码片段：

import timeit
timeit.timeit('x=(1,2,3,4,5,6,7,8,9)', number=100000)
技术支持

0.0018976779974764213
技术支持

timeit.timeit('x=[1,2,3,4,5,6,7,8,9]', number=100000)
技术支持

0.019868606992531568
技术支持

对于元组来说，不可变究竟意味着什么？

根据 Python 官方文档，不可变对象是“具有固定值的对象”，但“值”这个词相对含糊，对元组更准确的术语是“id”。“id”是对象在内存中的位置标识。

让我们更深入地看一下：

# Tuple 'n_tuple' with a list as one of its item.
n_tuple = (1, 1, [3,4])

#Items with same value have the same id.
id(n_tuple[0]) == id(n_tuple[1])
技术支持

True
技术支持

#Items with different value have different id.
id(n_tuple[0]) == id(n_tuple[2])
技术支持

False
技术支持

id(n_tuple[0])
技术支持

4297148528
技术支持

id(n_tuple[2])
技术支持

4359711048
技术支持

n_tuple.append(5)
技术支持

---------------------------------------------------------------------------

AttributeError                            Traceback (most recent call last)

<ipython-input-40-3cd258e024ff> in <module>()
----> 1 n_tuple.append(5)


AttributeError: 'tuple' object has no attribute 'append'
技术支持

我们无法向元组追加元素，因此如上会报错。这也是元组被称为不可变的原因。但您始终可以这样做：

n_tuple[2].append(5)
n_tuple
技术支持

(1, 1, [3, 4, 5])
技术支持

这样实际上改变了原始元组。那么为什么元组仍被称为不可变呢？

这是因为，即使您向其中的列表追加了 5，该列表在元组中的 id 仍保持不变。

id(n_tuple[2])
技术支持

4359711048
技术支持

总结一下目前为止您学到的内容：

某些元组（仅包含不可变对象：字符串等）是不可变的，而另一些元组（包含一个或多个可变对象：列表等）则是可变的。不过，这往往是 Python 开发者之间的一个可讨论话题，完全理解还需要更多背景知识。关于此话题的更深入文章请见这里。目前，我们不妨将元组一般视为不可变。

由于不可变特性，您不能向元组添加元素。元组没有 append() 或 extend() 方法，
同样地，您也不能从元组中移除元素。元组没有 remove() 或 pop() 方法，
您可以在元组中查找元素，因为这不会改变元组，
您还可以使用 in 运算符检查某元素是否存在于元组中。

因此，如果您要定义一组常量值，并且只是遍历它，请使用元组而不是列表。它比使用列表更快，也更安全，因为元组中的数据是“写保护”的。

如果您想进一步了解 Python 列表，请务必查看这篇教程！

常见元组操作

Python 提供了多种处理元组的方式。下面通过示例看看一些重要操作。

元组切片

元组中第一个值的索引为 0。与 Python 列表类似，您可以结合使用索引值与方括号 [] 来访问元组中的元素：

numbers = (0,1,2,3,4,5)
numbers[0]
技术支持

0
技术支持

您也可以在元组中使用负索引：

numbers[-1]
技术支持

5
技术支持

索引用于获取单个元素，而切片则允许您获取子集。当您输入想要提取的范围时，这称为范围切片。范围切片的一般格式为：

[Start index (included):Stop index (excluded):Increment]
技术支持

其中 Increment 为可选参数，默认增量为 1。

# Item at index 4 is excluded
numbers[1:4]
技术支持

(1, 2, 3)
技术支持

# This provides all the items in the tuple
numbers[:]
技术支持

(0, 1, 2, 3, 4, 5)
技术支持

# Increment = 2
numbers[::2]
技术支持

(0, 2, 4)
技术支持

提示：您也可以使用负增量值来反转元组。

numbers[::-1]
技术支持

(5, 4, 3, 2, 1, 0)
技术支持

元组相加

您可以将多个元组合并形成新元组。加法操作对元组而言就是连接（拼接）。

x = (1,2,3,4)
y = (5,6,7,8)

# Combining two tuples to form a new tuple
z = x + y 

print(z)
技术支持

(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)
技术支持

y = [5,6,7,8]
z = x + y
print(z)
技术支持

---------------------------------------------------------------------------

TypeError                                 Traceback (most recent call last)

<ipython-input-55-d352c6414a4c> in <module>()
      1 y = [5,6,7,8]
----> 2 z = x + y
      3 print(z)


TypeError: can only concatenate tuple (not "list") to tuple
技术支持

只能将相同数据类型相加或合并。因此，将元组与列表合并会报错。

元组乘法

乘法操作会对元组进行重复。

x = (1,2,3,4)
z = x*2
print(z)
技术支持

(1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4)技术支持

元组函数

与 Python 列表不同，元组由于其不可变性，没有 append()、remove()、extend()、insert() 和 pop() 等方法。不过，还有许多其他内置函数可用于处理元组：

`count()` 和 `len()`

count() 返回某个项目在元组中出现的次数。

a = [1,2,3,4,5,5]
a.count(5)
技术支持

2
技术支持

使用 len() 函数，您可以返回元组的长度：

a = (1,2,3,4,5)
print(len(a))
技术支持

5
技术支持

`any()`

您可以使用 any() 判断元组中是否存在任一元素为可迭代对象。如果是，则返回 True，否则返回 False。

a = (1,)
print(any(a))
技术支持

True
技术支持

请注意上面元组 a 的声明中带有 ,。如果在初始化只有一个元素的元组时不加逗号，Python 会认为您只是多写了一对括号（这无伤大雅），但数据类型就不是元组了。因此，声明单元素元组时请记得添加逗号。

回到 any() 函数：在布尔上下文中，元素的具体值并不重要。空元组为 false，至少包含一个元素的元组为 true。

b = ()
print(any(b))
技术支持

False
技术支持

当您在程序中某处调用一个元组，并希望确保该元组已被填充时，此函数会很有用。

`tuple()`

使用 tuple() 将其他数据类型转换为元组。例如，在下面的代码片段中，您将一个 Python 列表转换为元组。

a_list = [1,2,3,4,5]
b_tuple = tuple(a_list)
print(type(b_tuple))
技术支持

<class 'tuple'>
技术支持

`min()` 和 `max()`

max() 返回元组中的最大元素，而 min() 则返回最小元素。请看以下示例：

print(max(a))
print(min(a))
技术支持

5
A
技术支持

这也适用于包含字符串数据类型的元组。

# The string 'Apple' is automatically converted into a sequence of characters. 
a = ('Apple') 
print(max(a))
技术支持

p
技术支持

`sum()`

使用该函数可以返回元组中所有项目的总和。它只能用于数值类型。

sum(a)
技术支持

28
技术支持

`sorted()`

要返回按排序顺序排列元素的结果，请使用 sorted()，如下例所示：

a = (6,7,4,2,1,5,3)
sorted(a)
技术支持

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
技术支持

需要注意的是，返回类型是列表而不是元组。原始元组 a 中的顺序不会改变，a 的数据类型仍然是元组。

加餐：一次赋多个值

元组的一个妙用是可以用它一次性为多个变量赋值。请看：

a = (1,2,3)
(one,two,three) = a
print(one)
技术支持

1
技术支持

a 是一个包含三个元素的元组，而 (one,two,three) 是包含三个变量的元组。将 (one,two,three) 赋值为元组 a 会按顺序把 a 的各个值分别赋给变量 one、two 和 three。当您需要将一系列值赋给一个元组中存放的序列时，这个技巧非常实用。

恭喜！

您已读完本次元组教程！在此过程中，您了解了什么是 Python 元组、如何初始化它们、可以用哪些最常见的操作来处理它们，以及有哪些常用方法可以帮助您从这些 Python 数据结构中获取更多洞见。作为加餐，您还学会了如何一次性为元组解包并赋多个值。

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Python 元组

元组与列表

常见元组操作

元组切片

元组相加

元组乘法

元组函数

`count()` 和 `len()`

`any()`

`tuple()`

`min()` 和 `max()`

`sum()`

`sorted()`

加餐：一次赋多个值

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Python 中级

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`min()` 和 `max()`

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