列表是可以修改的,列表非常适合用于存储程序运行期间可能变化的数据集.但是有时候也需要创建一个不可修改的元素,元组可以满足这种需求.Python 将不能修改的值称为不可变的,而不可变的列表被称为元组(tuple).也就是说,元组是属于列表的一种,所以元组具备列表的一些特性,比如可以使用索引来访问元素,也具备列表的方法 sort() 方法,只是其元素的值不可变,因为值不可变,也就没有列表的 append(),insert() 这样的方法.
不可变的元组有什么意义?因为元组不可变,所以代码更安全.如果可能,能用元组代替列表就尽量用元组.
8.1 定义元组 8.1.1 语法
元组的定义非常简单,使用圆括号来标识.例如,定义一个大小不变的三角形,将其三边长存储在一个元组中:
triangle.py
① triangles = (10,6,8)
② print(triangle[0])
③ print(triangle[1])
④ print(triangle[2])
第①行 定义了一个元组,然后通过索引分别打印元素,使用的语法与访问列表元素的语法是相同的:
10
6
8
元组的元素值是不可变的,如果更改会发生什么呢?例如:① triangles = (10,6,8)
② triangle[0] = 100
第②行 试图更改元组的第一个元素的值,导致 Python 返回类型错误消息.试图修改元组的操作是不允许的,因此 Python 指出不能给元组的元素赋值:
8.1.2 元组不可变的含义
Traceback (most recent call last):
File "/Users/cunxi/Desktop/triangles.py", line 3, in
triangle[0] = 100
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
元组不可变,不能只按表面上的意思去理解,元组的不可变,指的是元素的指向永远不可变.
运行上述代码,结果会是什么?
numbers.py
numbers = (5,6,[9,2])
numbers[2,0] = 0
numbers[2,1] = 1
print(numbers)
是 (5,6,[9,2]) ?
还是 (5,6,[0,1]) ?
执行结果:
(5,6,[0,1])
这个元组 numbers 定义的时候有 3 个元素,分别是 5,6,[9,2],[9,2] 是一个列表.不是说元组一旦定义后就不可变了吗?怎么后来又变了?
我们先看看定义的时候元组包含的 3 个元素:
原始元组
当我们把列表的元素 9 和 2 修改为 0 和 1 后,元组变为:
新元组
表面上看,元组的元素确实变了,但其实变的不是元组的元素,而是列表的元素.元组一开始指向的列表并没有改成别的列表,所以,元组所谓的 "不变" 是说,元组的每个元素,指向永远不变.即指向 5,就不能改成指向 6,指向一个列表,就不能改成指向其他对象,但指向的这个列表本身是可变的!
理解了 "指向不变" 后,要创建一个内容也不变的元组怎么做?那就必须保证元组的每一个元素本身也不能变.
8.1.3 元组定义的陷阱
元组定义有一个陷阱,当你定义一个元组时,在定义的时候,元组的元素就必须被确定下来,下面的例子演示这个陷阱,代码在终端演示:
如果要定义一个空的元组:
>>> t = (1,2,3)
>>> t
(1,2,3)
但是,要定义一个只有 1 个元素的元组,这么定义是错误的:
>>> t = ( )
>>> t
( )
上述定义的不是元组,而是 1 这个数!因为 () 既可以表示元组,也可以表示数学公式中的小括号,这就产生了歧义,Python 规定,在这种情况下,按小括号进行计算,计算结果自然是 1.
>>> t = (1)
>>> t
(1)
所以,只有 1 个元素的元组定义时必须加一个逗号,来消除歧义:
Python 在显示只有 1 个元素的元组时,也会加一个逗号,以免被误解成数学计算意义上的括号 ().
>>> t = (1,)
>>> t
(1,)
8.2 遍历元组中的所有元素
像列表一样,同样可以使用 for 循环来遍历元组中的元素:
就像遍历列表时一样,Python 返回元组中的所有的元素:
triangles = (10,6,8)
for triangle in triangles:
print(triangle)
10
6
8
8.3 修改元组变量虽然不能修改元组的元素值,但可以给存储元组的变量赋值.因此,如果要修改前面的三角形的边长,可以重新定义整个元组:
先定义了一个元组,并将其存储的边长打印了出来;然后,将一个新的元组存储到变量 triangles 中,并打印新的边长.这次,Python 没有报错,因为给元组变量赋值是合法的:
# -*- coding:utf-8 -*-
triangles = (10,6,8)
print("原始尺寸的三角形:")
for triangle in triangles:
print(triangle)
triangles = (3,4,5)
print("修改尺寸后的三角形:")
for triangle in triangles:
print(triangle)
原始尺寸的三角形:
10
6
8
修改尺寸后的三角形:3
4
5
元组是更简单的数据结构,如果在程序运行期间需要存储一组不变的值,可以使用元组.但是,如果每次要改变边长时,都要重新定义一个新的边长元组并赋值,是比较麻烦的,那么,如何利用 前面讲到的 8.1.2 元素不可变的含义 来重新改写上述代码呢?请先思考一下,有助于理解元素不可变的含义,我这里也给出参考实例.
实例:
执行结果:
# -*- coding:utf-8 -*-
# 定义三角形函数
def triangles(a,b,c):
triangle = (a,b,c)
print(triangle)
triangles(10,6,8)
triangles(5,6,4)
虽然 函数内部 triangle 是一个元组,但其 a,b,c 的值却可以被改变.随着编程的深入,会越来越多的去了解并掌握一些更深层的东西,比如变量存储的方式,变量是怎么存储的呢?它一定有一个存储地址吧,类似于每一户人家都有门牌号一样.现在不了解没关系,以后再说.
(10, 6, 8)
(5, 6, 4)
8.4 实例练习
实例 1:
① 有一家餐厅,只提供 4 种套餐,请将其存储在一个元组中.
② 使用 for 循环,将这四种套餐都打印出来
③ 尝试修改其中的一个元素,验证是否可以修改成功
④ 使用 len() 方法计算元组的长度,是否为 4
实例 2:
元组具备列表的一些特性,比如,可以使用 min(),max() 方法,可以使用负数访问倒数第几个元素,使用切片截取元组的部分元素,请自行尝试.
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