详解Python中元组的三个不常用特性

2024-04-02 19:55

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1. 引言

元组是Python中一种重要的内置数据类型。与列表一样，我们经常使用元组将多个对象保存为相应的数据容器。然而，与列表不同的是元组的不变性——一个不可改变的数据序列。

2. 举个栗子

下面的代码片段向我们展示了元组的一些常见用法。

response = (404, "Can't access website")
response_code = response[0]
response_data = response[1]
assert response_code == 404
assert response_data == "Can't access website"

上述代码段对我们来说功能很简单。我们使用一对括号来创建一个元组对象，将不同元素括起来。我们可以通过索引来访问元组中的单个元素。

除了上述元组的基本用法外，元组还具有其他鲜为人知的用法。让我们在本文中回顾一下。

3. 创建包含单一元素的元组

正如上述代码示例，我们使用一对括号来创建元组对象。通常，一个元组对象包含两个或多个元素，我们使用逗号来分隔这些元素。

如果我们想创建一个仅包含一个元素的元组，我们应该怎么做？让我们试试：

>>> math_score = (95)
>>> math_score[0]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not subscriptable
>>> type(math_score)
<class 'int'>

正如我们看到的一样，(95)并不像我们中的一些人所想的那样创建元组对象。相反，它创建了一个整数。你也许想到了，正确的方法是需要在元素后面加一个逗号：

>>> math_score = (95,)
>>> math_score[0]
95
>>> type(math_score)
<class 'tuple'>

4. 使用下划线和*来unpack元组

虽然我们可以通过索引来访问元组的每项元素，但更常见的收单是使用unpack技术，例如：

response = (404, "Can't access website")
response_code, response_data = response

对于unpack技术，我们定义了许多变量，这些变量的数量与元组的长度相匹配。即元组的每个元素都被分配给相应的变量。

如果我们不需要使用所有创建的变量，此时建议使用下划线来表示这些未被使用的变量。例如针对上述例子，我们可能只对使用变量response_data ，而不使用response_data ，此时我们可以执行以下操作：

_, response_data = response

这样，我们就告诉代码的读者，此时我们只对访问tuple对象的第二个元素感兴趣。

当一个元组对象中有多个元素时，如果我们希望可以访问多个连续的元素，此时我们可以使用星号表达式：

scores = (98, 95, 95, 92, 91)
algebra, *others, zoology = scores
assert others == [95, 95, 92]

如上所示，我们有一个元组对象，它按字母顺序保存了各项课程的分数，我们知道第一门课程是代数，最后一门是动物学。在上面的例子中，我们通过星号进行unpack操作得到了在中间的三个分数。

5. 使用命名元组

我们可以使用索引或unpack操作来访问元组的各个元素，以将这些元素分配给单独的变量。有时，这样做可能会很丑陋。
请参见以下示例：

location1 = (27.2, 7.5)
location2 = (30.1, 8.4)
location3 = (29.9, 7.7)
latitude1 = location1[0]
longitude2 = location2[1]
latitude3, longitude3 = location3

上述代码中，我们有三个location变量，显示了各自的位置坐标。当我们访问这些坐标的单个元素时，代码看起来不那么简洁。

虽然我们可以使用自定义类来实现坐标的数据类型，但对于这个简单的数据类型，自定义类可能显得有些臃肿。相反，我们可以使用命名元组来作为轻量级数据类型，如下：

from collections import namedtuple
Location = namedtuple("Location", 
["latitude", "longitude"])
location1 = Location(27.2, 7.5)
location2 = Location(30.1, 8.4)
location3 = Location(29.9, 7.7)
latitude1 = location1.latitude
longitude2 = location2.longitude
location3.latitude, location3.longitude

如上所示，我们调用namedtuple通过指定类名及其属性来创建命名元组类。现在，我们可以通过调用类的构造函数来创建命名元组类的实例。对于这些实例，我们可以使用点符号来访问其属性，这是常规元组对象无法使用的特性。