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Python 元组使用指南

元组是 Python 中的不可变序列类型，一旦创建就不能修改。

1. 元组创建​

# 基本创建方式
tuple1 = (1, 2, 3, 4, 5)
tuple2 = ('apple', 'banana', 'orange')
tuple3 = (1, 'hello', True, 3.14)  # 可以包含不同类型的元素

# 单元素元组（注意逗号）
single_tuple = (1,)      # 正确的单元素元组
not_tuple = (1)         # 这不是元组，这是整数 1

# 使用 tuple() 函数创建
tuple4 = tuple([1, 2, 3])  # 从列表创建
tuple5 = tuple('Hello')    # 从字符串创建

# 空元组
empty_tuple1 = ()
empty_tuple2 = tuple()

2. 元组操作​

2.1 访问元素​

fruits = ('apple', 'banana', 'orange', 'grape')

# 索引访问
print(fruits[0])     # 第一个元素: apple
print(fruits[-1])    # 最后一个元素: grape

# 切片操作
print(fruits[1:3])   # ('banana', 'orange')
print(fruits[:2])    # ('apple', 'banana')
print(fruits[2:])    # ('orange', 'grape')
print(fruits[::2])   # ('apple', 'orange')

2.2 基本方法​

numbers = (1, 2, 2, 3, 4, 2)

# 计数
count = numbers.count(2)    # 统计元素出现次数
print(count)  # 输出: 3

# 查找索引
index = numbers.index(2)    # 查找元素第一次出现的位置
print(index)  # 输出: 1

# 长度
length = len(numbers)       # 获取元组长度
print(length)  # 输出: 6

3. 元组操作符​

# 连接操作
tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = (4, 5, 6)
combined = tuple1 + tuple2    # (1, 2, 3, 4, 5, 6)

# 重复操作
repeated = tuple1 * 3         # (1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3)

# 成员检测
print(1 in tuple1)           # True
print(4 not in tuple1)       # True

# 比较操作
print((1, 2) < (2, 1))      # True
print((1, 2) == (1, 2))     # True

4. 元组解包​

# 基本解包
x, y, z = (1, 2, 3)
print(x, y, z)  # 输出: 1 2 3

# 使用 * 解包剩余元素
first, *rest = (1, 2, 3, 4, 5)
print(first)  # 输出: 1
print(rest)   # 输出: [2, 3, 4, 5]

# 忽略某些值
x, _, z = (1, 2, 3)  # 忽略中间值
print(x, z)  # 输出: 1 3

# 交换值
a, b = 1, 2
a, b = b, a  # 使用元组解包交换值

5. 元组与列表转换​

# 元组转列表
tuple1 = (1, 2, 3)
list1 = list(tuple1)

# 列表转元组
list2 = [4, 5, 6]
tuple2 = tuple(list2)

# 嵌套元组转换
nested_tuple = ((1, 2), (3, 4))
nested_list = [list(t) for t in nested_tuple]

6. 实用示例​

6.1 元组作为字典键​

# 元组可以作为字典键（因为不可变）
coordinates = {
    (0, 0): 'origin',
    (1, 0): 'right',
    (0, 1): 'up'
}

print(coordinates[(0, 0)])  # 输出: origin

# 列表不能作为字典键（因为可变）
# coordinates[[0, 0]] = 'error'  # 这会引发 TypeError

6.2 返回多个值​

def get_coordinates():
    x = 10
    y = 20
    return x, y  # 返回元组

# 获取返回值
point = get_coordinates()
print(point)  # 输出: (10, 20)

# 直接解包
x, y = get_coordinates()
print(x, y)  # 输出: 10 20

7. 性能考虑​

# 元组比列表占用更少的内存
import sys
list1 = [1, 2, 3]
tuple1 = (1, 2, 3)
print(sys.getsizeof(list1))   # 列表大小
print(sys.getsizeof(tuple1))  # 元组大小

# 元组创建和访问比列表快
# 但元组不能修改，需要创建新的元组

注意事项​

  1. 元组是不可变的，创建后不能修改
  2. 元组中的可变对象（如列表）的内容可以修改
  3. 单元素元组必须包含逗号
  4. 元组解包时变量数量必须匹配
  5. 元组适合用于表示固定数据集合

常见错误处理​

# 修改元组
try:
    t = (1, 2, 3)
    t[0] = 4  # 尝试修改元组
except TypeError:
    print("元组不能修改")

# 解包错误
try:
    x, y = (1, 2, 3)  # 变量数量不匹配
except ValueError:
    print("解包时变量数量必须匹配")