Python元組是什么

 

引出

在使用Python過程中，列表、集合和字典是比較常用的數據結構。

• 列表簡單說就是數組，不對，它就是數組

• 集合就是去重的元素結構，和JAVA中的set一樣

• 字典就是一個key-value的鍵值對，和JAVA中的HashTable一樣

但是，Python中有一個特立獨行的對象，元組tuple，看一個元組的簡單使用：

tu = (2, 3)
a = tu[0] # a=2
b = tu[1] # b=3

什么？你告訴我這個一個新的結構？不是數組？？？

這用起來跟數組也沒什么區別啊？

要看元組和數組的區別，最直觀的比較，就是比較兩個結構的方法，通過方法來理解結果。

方法比較

列表用的比較多了，方法基本上都是常規的數組操作：對數組的增刪改查。對了，還有Python列表最屌的操作，數組的切片操作。

（悄悄告訴你，查看方法只要Python運行 help(list), 就可以了）

再看一下元組的方法，暴露出來的方法只有兩個，count和index

• count(x): 統計x在元組中的個數

• index(x): 返回x在元組中第一次出現的索引

恩，我知道區別了，元組只能查，不能做增刪改的操作。

只能查詢，不可修改，這不是常量么。。。。既然是常量，想必虛擬機內部會做優化，元組占用的空間會比列表少很多吧。

內存比較

分別定義列表和元組，查看其內存占用情況：

from sys import getsizeof
​
if __name__ == '__main__':
    tu = (x for x in range(20000))
    li = [x for x in range(20000)]
    print(getsizeof(tu))
    print(getsizeof(li))

輸出結果：

啥？元組這么小么？我兩萬個數字才占用88個字節？我不服，再怎么優化這也不可能，它不是元組：

if __name__ == '__main__':
    tu = (x for x in range(20000))
    li = [x for x in range(20000)]
    print(type(tu))
    print(type(li))

哦哦，不好意思啊，走錯片場了，這是個生成器。重新來過：

from sys import getsizeof

​
if __name__ == '__main__':
    tu = tuple(x for x in range(20000))
    li = list(x for x in range(20000))
    print(type(tu))
    print(getsizeof(tu))
    print(type(li))
    print(getsizeof(li))

這回沒毛病了，元組確實比列表占用空間要少一些。

至此，基本已經確定了，元組最大的特性就是不可變。

通過元組的不可變特性，引申出了很多數組無法實現的功能

這里，看到網上有人說元組中的數組是可變的，也給出了對應的解釋。簡單說，元組中保存的是數組的地址，盡管數組內容變了，但地址沒有變，也就是元組內容沒有發生變化，很好理解。

元組的靈活使用

1. 元組是可以計算hash值的，這也就意味元組可以當做hashTable中的key存在

if __name__ == '__main__':
    tu = tuple(x for x in range(20000))
    li = list(x for x in range(20000))
    print(hash(tu))
    print(hash(li))

有人說，字符串就足夠了，沒必要用元組。恩？我想到一個應用場景：

如果要通過用戶的信息(身高，體重，性別)來查找用戶的id，我們固然可以遍歷一遍用戶，將符合條件的篩選出來。但這樣太慢了，如果我們維護一個用戶信息為key，值為id數組的hashMap，那查找就十份快速了。

當然，使用字符串也完全可以滿足，將用戶的各種信息拼接起來，但使用元組顯然更加直觀，key直接就是(身高，體重，性別)。

2. 這個雖然和元組的不可變沒什么關聯，但同樣十分實用。實現函數返回多個值。

def test_fun():
    return 2, 3
​
if __name__ == '__main__':
    a, b = test_fun()
    # 用*來接受剩余的內容
    d, *other = test_fun()
    re = test_fun()
    print(a, b)
    print(re)
    print(type(re))

媽媽再也不用擔心我的函數返回了。

站在巨人的肩膀上

通過先人的成果來理解列表和元組，下面以numpy為例，通過作者對二者的理解來幫助我理解。

import numpy
​
if __name__ == '__main__':
    # 創建一個二維數組
    a = numpy.arange(9).reshape(3, 3)
    print(a)
    tu = (1, 2)
    li = [1, 2]
    print(a[tu])
    print(a[li])

顯然，使用元組訪問時，它接收到的意圖是：我想要下標為1的數組中下標為2的元素。而使用數組訪問時，它收到的意圖是：請把下標為1和下標為2的元素給我。在此，意會一下。