Python元組定義及用途

一、元組的定義

元組是一個有序的集合，是Python中不可變的數據類型之一。在元組中，可以存儲任何類型的數據，包括數字、字元串、列表、字典等。元組使用小括弧()表示，其中元素之間用逗號分隔。

定義一個元組非常簡單，只需要按以下格式書寫：

tuple_name = (element1, element2, ...)

其中，tuple_name為元組的名稱，element1, element2, …是元組中的元素。下面是一個例子：

t = ('apple', 'banana', 123, 456)

這個元組中包含了4個元素，分別是字元串’apple’和’banana’，以及兩個整數123和456。

二、元組的用途

元組是一種非常常用的數據結構，在Python中，元組有很多用途，下面介紹幾個常用的用途：

1. 元組作為函數的返回值

函數可以返回多個值，這時候就可以使用元組來將多個值打包成一個返回值，這樣調用函數時，只需要調用一個返回值即可獲取所有的返回值。下面是一個例子：

def get_info():
    name = 'John'
    age = 30
    gender = 'male'
    return name, age, gender

result = get_info()
print(result)

運行結果為：

('John', 30, 'male')

可以看到，函數返回了一個元組，包含了3個值。

2. 元組作為字典的鍵

字典的鍵必須是不可變的數據結構，因此可以使用元組作為字典的鍵。下面是一個例子：

d1 = {('John', 30): 'male', ('Lucy', 25): 'female'}
print(d1[('John', 30)])
print(d1[('Lucy', 25)])

運行結果為：

male
female

可以看到，這個字典的鍵是一個元組，每個元組包含兩個值，分別代表姓名和年齡。

3. 元組作為列表的元素

元組可以作為一個序列的元素，而序列又是列表的一種，因此元組可以作為列表的元素。下面是一個例子：

t1 = ('apple', 'banana')
t2 = ('orange', 'peach')
lst = [t1, t2]
print(lst)

運行結果為：

[('apple', 'banana'), ('orange', 'peach')]

可以看到，這個列表中的每個元素都是一個元組。

三、元組的操作

元組是一個不可變的序列，因此只有少數幾種操作可以在元組上使用。

1. 元素訪問

可以通過索引來訪問元組中的元素，索引從0開始，直到長度-1結束。

t = ('apple', 'banana', 123, 456)
print(t[0])
print(t[-1])

運行結果為：

apple
456

2. 元素切片

可以使用切片來獲取元組中的一部分，切片的方式與列表相同。

t = ('apple', 'banana', 123, 456)
print(t[1:3])
print(t[:2])
print(t[2:])

運行結果為：

('banana', 123)
('apple', 'banana')
(123, 456)

3. 元組拼接

可以使用+運算符來將兩個元組拼接成一個新的元組，原來的兩個元組不會發生改變。

t1 = ('apple', 'banana')
t2 = ('orange', 'peach')
t3 = t1 + t2
print(t3)

運行結果為：

('apple', 'banana', 'orange', 'peach')

4. 元組複製

可以使用*運算符來將一個元組複製多份，生成一個新的元組。原來的元組不會發生改變。

t1 = ('apple', 'banana')
t2 = t1 * 3
print(t2)

運行結果為：

('apple', 'banana', 'apple', 'banana', 'apple', 'banana')

四、元組與列表的區別

元組與列表非常相似，但是它們之間有一個重要的區別：元組是不可變的，而列表是可變的。這意味著，一旦創建了元組，就不能修改它的內容，只能訪問它的元素。而列表可以添加、刪除、修改它的元素。

因此，當程序需要一個不可變的序列時，可以使用元組，而當程序需要一個可變的序列時，可以使用列表。

下面是一個比較元組與列表的例子：

t = ('apple', 'banana', 'orange')
lst = ['apple', 'banana', 'orange']

t[0] = 'pear'  # 這一行會報錯，因為元組是不可變的
lst[0] = 'pear'  # 這一行會正常執行，因為列表是可變的

可以看到，修改元組的元素會導致程序報錯，而修改列表的元素不會有問題。