Python元組：不可變有序集合

一、什麼是元組

元組（Tuple）是Python中的一種序列類型，與列表（List）一樣，可以存儲多個有序的元素。不同的是，元組是不可變的，意味著一旦創建了就不能再改變。元組使用小括弧（）包圍所有的元素，元素之間使用逗號（,）分隔，就像這樣：

    tup1 = (1, 2, 3, 4, 5)
    tup2 = ("apple", "banana", "cherry")

元組可以包含不同類型的元素，也可以包含其他列表或元組。例如：

    tup3 = ("hello", 123, [1, 2, 3])
    tup4 = ((1, 2), (3, 4), (5, 6))

二、元組的操作

1.訪問元素

元組中的元素可以通過下標進行訪問，下標從0開始計數。例如，tup1[0]將返回1，tup2[2]將返回”cherry”。

元組也支持負數下標，表示從右邊開始倒數。例如，tup1[-1]將返回最後一個元素的值，即5。

    tup1 = (1, 2, 3, 4, 5)
    tup2 = ("apple", "banana", "cherry")
    print(tup1[0])   # 輸出1
    print(tup2[-1])  # 輸出"cherry"

2.切片

除了使用單個下標訪問元素外，元組還支持切片操作，該操作可以獲取整個元組的一部分。與列表一樣，用冒號（:）分隔下標來表示切片範圍。例如，tup1[1:3]將返回元組的第2個元素到第4個元素(不包括第4個元素)。如果省略開始下標，將從頭開始，如果省略結束下標，則從開始位置一直截取到最後一個元素。

    tup1 = (1, 2, 3, 4, 5)
    tup2 = ("apple", "banana", "cherry")
    print(tup1[1:3])  # 輸出(2, 3)
    print(tup2[:2])   # 輸出("apple", "banana")

3.添加元素

元組是不可變的，因此不能像列表一樣直接添加或刪除元素。不過可以通過連接兩個元組創建一個新的元組：

    tup1 = (1, 2, 3)
    tup2 = (4, 5, 6)
    tup3 = tup1 + tup2
    print(tup3)  # 輸出(1, 2, 3, 4, 5, 6)

三、元組的優勢

1.佔用空間少

與列表相比，元組通常佔用更少的空間。當需要存儲大量的不可變數據時，使用元組可以有效減小內存開銷。

2.不可變性

元組的不可變性使得它們更安全，因為在程序執行期間不能改變元組中的任何內容。這對於一些重要的數據非常有用，因為它們在程序中不被意外更改，從而使程序更加穩定。

3.可用作字典中的鍵

字典（Dictionary）是Python中一種非常常用的數據結構，元組可以作為字典中的鍵，而列表不行。這是因為元組是不可變的，無論何時訪問元組中的值，返回的結果都是相同的。這種穩定性使得元組非常適合用作字典中的鍵。

    dict1 = {(1, 2): "apple", (3, 4): "banana"}
    print(dict1[(1, 2)])  # 輸出"apple"

四、總結

元組是Python中的一種不可變有序集合，可以存儲多個不同類型的元素。由於不可變性和高效性，元組適用於許多常見的編程任務。雖然它們不像列表那樣靈活，但對於那些不需要修改的數據，元組在減少內存開銷和提高程序穩定性方面體現出色。