Python中的元组(Tuple)操作实例详解

引言

在Python中，通过数据结构来保存项目中重要的数据信息。Python语言内置了多种数据结构，例如列表，元组，字典和集合等。本堂课我们来讲一讲Python中举足轻重的一大数据结构——元组。

在Python中，我们可以将元组看作一种特殊的列表。它与列表唯一的不同在于：元组内的数据元素不能发生改变【这个不变——不但不能改变其中的数据项，而且也不能添加和删除数据项！】。当我们需要创建一组不可改变的数据时，通常是将这些数据放进元组中~

1.元组的 创建 && 访问

（1）元组的创建：

在Python中，创建元组的基本形式是以小括号“()”将数据元素括起来，各个元素之间用逗号“，”隔开。

如下：

tuple1 = ('xiaoming', 'xiaohong', 18, 21)
tuple2 = (1, 2, 3, 4, 5)

# 而且——是可以创建空元组哦！
tuple3 = ()

# 小注意——如果你创建的元组只包含一个元素时，也不要忘记在元素后面加上逗号。让其识别为一个元组：
tuple4 = (22, )

（2）访问：

元组和字符串以及列表类似，索引都是从0开始，并且可以进行截取和组合等操作。

如下：

tuple1 = ('xiaoming', 'xiaohong', 18, 21)
tuple2 = (1, 2, 3, 4, 5)

# 显示元组中索引为1的元素的值
print("tuple1[1]:", tuple1[0])

# 显示元组中索引从1到3的元素的值
print("tuple2[1:3]:", tuple2[1:3])

2.元组的 修改 && 删除

（1）元组的修改：

虽然在开头就说元组不可变，但是它还是有个被支持的骚操作——元组之间进行连接组合：

tuple1 = ('xiaoming', 'xiaohong', 18, 21)
tuple2 = (1, 2, 3, 4, 5)

tuple_new = tuple1 + tuple2
print(tuple_new)

（2）元组的删除：

虽然元组不可变，但是却可以通过del语句删除整个元组。

如下：

tuple1 = ('xiaoming', 'xiaohong', 18, 21)

print(tuple1)		# 正常打印tuple1

del tuple1

print(tuple1)		# 因为上面删除了tuple1，所以再打印会报错哦！

3.元组的内置方法

元组是不可变，但是我们可以通过使用内置方法来操作元组。常用的内置方法如下：

• len(tuple)：计算元组元素个数；
• max(tuple)：返回元组中元素的最大值；
• min(tuple)：返回元组中元素的最小值；
• tuple(seq)：将列表转换为元组。

其实更多时候，我们是将元组先转换为列表，操作之后再转换为元组（因为列表具有很多方法~）。

4.将序列分解为单独的变量

（1）

Python允许将一个包含N个元素的元组或序列分别为N个单独的变量。这是因为Python语法允许任何序列/可迭代对象通过简单的赋值操作分解为单独的变量，唯一的要求是变量的总数和结构要与序列相吻合。

如下：

tuple1 = (18, 22)
x, y = tuple1
print(x)
print(y)

tuple2 = ['xiaoming', 33, 19.8, (2012, 1, 11)]
name, age, level, date = tuple2
print(name)
print(date)

如果要分解未知或任意长度的可迭代对象，上述分解操作岂不直接很nice！通常在这类可迭代对象中会有一些已知的组件或模式（例如：元素1之后的所有内容都是电话号码），利用“*”星号表达式分解可迭代对象后，使得开发者能轻松利用这些模式，而无须在可迭代对象中做复杂操作就能得到相关的元素。

在Python中，星号表达式在迭代一个变长的元组序列时十分有用。如下演示分解一个待标记元组序列的过程。

records = [
    ('AAA', 1, 2),
    ('BBB', 'hello'),
    ('CCC', 5, 3)
]

def do_foo(x, y):
    print('AAA', x, y)

def do_bar(s):
    print('BBB', s)

for tag, *args in records:
    if tag == 'AAA':
        do_foo(*args)
    elif tag == 'BBB':
        do_bar(*args)

line = 'guan:ijing234://wef:678d:guan'
uname, *fields, homedir, sh = line.split(':')
print(uname)
print(*fields)
print(homedir)
print(sh)

（2）

在Python中迭代处理列表或元组等序列时，有时需要统计最后几项记录以实现历史记录统计功能。

使用内置的deque实现：

from _collections import deque

q = deque(maxlen=3)
q.append(1)
q.append(2)
q.append(3)
print(q)
q.append(4)
print(q)

如下——演示了将序列中的最后几项作为历史记录的过程。

from _collections import deque

def search(lines, pattern, history=5):
    previous_lines = deque(maxlen=history)

    for line in lines:
        if pattern in line:
            yield line, previous_lines
        previous_lines.append(line)
# Example use on a file
if __name__ == '__main__':
    with open('123.txt') as f:
        for line, prevlines in search(f, 'python', 5):
            for pline in prevlines:	# 包含python的行
                print(pline)  # print (pline, end='')
            # 打印最后检查过的N行文本
            print(line)  # print (pline, end='')

123.txt：

pythonpythonpythonpythonpythonpythonpython

python

python

在上述代码中，对一系列文本行实现了简单的文本匹配操作，当发现有合适的匹配时，就输出当前的匹配行以及最后检查过的N行文本。使用deque(maxlen=N)创建了一个固定长度的队列。当有新记录加入而使得队列变成已满状态时，会自动移除最老的那条记录。当编写搜索某项记录的代码时，通常会用到含有yield关键字的生成器函数，它能够将处理搜索过程的代码和使用搜索结果的代码成功解耦开来。

5.实现优先级队列

使用内置模块heapq可以实现一个简单的优先级队列。

如下——演示了实现一个简单的优先级队列的过程。

import heapq
class PriorityQueue:
    def __init__(self):
        self._queue = []
        self._index = 0

    def push(self, item, priority):
        heapq.heappush(self._queue, (-priority, self._index, item))
        self._index += 1

    def pop(self):
        return heapq.heappop(self._queue)[-1]

class Item:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __repr__(self):
        return 'Item({!r})'.format(self.name)

q = PriorityQueue()
q.push(Item('AAA'), 1)
q.push(Item('BBB'), 4)
q.push(Item('CCC'), 5)
q.push(Item('DDD'), 1)
print(q.pop())
print(q.pop())
print(q.pop())

在上述代码中，利用heapq模块实现了一个简单的优先级队列，第一次执行pop()操作时返回的元素具有最高的优先级。

拥有相同优先级的两个元素（foo和grok）返回的顺序，同插入到队列时的顺序相同。

函数heapq.heappush()和heapq.heappop()分别实现了列表_queue中元素的插入和移除操作，并且保证列表中的第一个元素的优先级最低。

函数heappop()总是返回“最小”的元素，并且因为push和pop操作的复杂度都是O(log2N)，其中N代表堆中元素的数量，因此就算N的值很大，这些操作的效率也非常高。

上述代码中的队列以元组 (-priority, index, item)的形式组成，priority取负值是为了让队列能够按元素的优先级从高到底排列。这和正常的堆排列顺序相反，一般情况下，堆是按从小到大的顺序进行排序的。变量index的作用是将具有相同优先级的元素以适当的顺序排列，通过维护一个不断递增的索引，元素将以它们加入队列时的顺序排列。但是当index在对具有相同优先级的元素间进行比较操作，同样扮演一个重要的角色。

在Python中，如果以元组(priority, item)的形式存储元素，只要它们的优先级不同，它们就可以进行比较。但是如果两个元组的优先级相同，在进行比较操作时会失败。这时可以考虑引入一个额外的索引值，以(priority, index, item)的方式建立元组，因为没有哪两个元组会有相同的index值，所以这样就可以完全避免上述问题。一旦比较操作的结果可以确定，Python就不会再去比较剩下的元组元素了。

如下——演示了实现一个简单的优先级队列的过程：

import heapq
class PriorityQueue:
    def __init__(self):
        self._queue = []
        self._index = 0

    def push(self, item, priority):
        heapq.heappush(self._queue, (-priority, self._index, item))
        self._index += 1

    def pop(self):
        return heapq.heappop(self._queue)[-1]

class Item:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def __repr__(self):
        return 'Item({!r})'.format(self.name)

# ①
a = Item('AAA')     
b = Item('BBB')
#a < b  错误
a = (1, Item('AAA'))
b = (5, Item('BBB'))
print(a < b)
c = (1, Item('CCC'))
#② a < c 错误
# ③
a = (1, 0, Item('AAA'))
b = (5, 1, Item('BBB'))
c = (1, 2, Item('CCC'))
print(a < b)
# ④
print(a < c)

在上述代码中，因为在①~②中没有添加所以，所以当两个元组的优先级相同时会出错；而在③~④中添加了索引，这样就不会出错了！

总结

到此这篇关于Python中元组(Tuple)操作的文章就介绍到这了,更多相关Python 元组(Tuple)操作内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞！