元组结构

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元组的介绍— “世间因少年挺身向前，而更加瑰丽”

元组是 Python 中用于存储不可变数据的数据结构，它的特点是有序的、不可修改的。

元组和列表类似，都是用于存储数据的，但是元组一旦被创建之后，其内部的结构就被锁定，任何添加、删除、修改内部的元素都会被程序阻止，产生报错信息。

元组是由括号构成的，和列表一样，可以存储不同类型的数据，来看几个创建元组的例子：

需要特殊注意的是：元组里如果只有一个元素，也要保留一个逗号用来标记，因为在 Python 中括号有另外的含义，因此会产生冲突，来看个例子方便理解：

运行代码，结果如下，此时的 x 变量是 int 数字类型：

6
< class 'int' > 

使用上面的这种方式创建的变量类型是数字类型，因为括号被计算机认为是数学意义上的括号，所以要用下面的写法：

结果如下，可以看出，此时的 x 变量变成了 tuple 元组类型：

(6,)
< class 'tuple' > 

通过这种方式，我们就成功创建了一个单元素的元组。

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基本操作

在 Python 中，关于元组的操作模式主要分为以下几类：

操作方式	描述
查询元组元素	使用索引或者切片的方式查询元组元素，直接输出结果或者赋值给新的变量。
修改元组元素	元组不能修改元素，但是可以替换整个元组
元组新增元素	元组不能新增元素，但是可以替换整个元组
元组删减元素	元组不能删减元素，但是可以整体删除元组变量。

• 查询元组元素

  元组元素的查询和列表的查询方式一样，也是分为 索引 和 切片 两种方式。

  由于索引和切片是 Python 中的通用概念，所以元组的索引、切片教程和列表的教程中有部分雷同，已经熟练掌握列表的索引和切片的同学可以选择跳过或者再次巩固。

  ① 索引

  索引用于获取元组中的单个元素，写法是在元组后接上方括号 [ ] 在方括号中填入要提取的元素索引位置，让我们来看示例：

  # 使用元组定义一个日期

  data_time = ("2023", "03", "02", "11", "32")

   

  # 选择 data_time 变量的第二个元素月份

  result1 = data_time[1]

   

  # 选择 data_time 变量的最后一个元素分钟

  result2 = data_time[-1]

   

  print(result1)

  print(result2)

  结果如下，可见 date_time 变量的第二个和倒数第一个元素分别被提取了出来：

  03
  32

  注意：索引的起始位置是从 0 开始的，第一个元素的索引是0，第二个元素的索引是1，第三个元素的索引是2，以此类推。如果索引号是负数，那么-1代表倒数第一个元素，-2代表倒数第二个元素，以此类推。

  ② 切片

  切片是用来选取多个元素的方式，切片的写法是在字符串后接方括号，在里面分别填入起始索引、终止索引、步长，中间用冒号隔开。

  对于元组有以下三点性质要特别注意：

  注意事项	描述
  切片左闭右开	切片会选择括号最左面的索引，和右面索引值 -1 的索引。
  参数可省略	start 不填写默认代表从第一个元素开始选择 ，end 不填写代表切到结尾最后一个元素， step 不填写代表 1 ，也就是每个元素都要选择。
  参数可以是负数	如果 start 、end 是负数则代表从后往前开始计算位置，step 是负数代表从右往左进行切片。

  让我们通过几个例子来深入了解一下上面提到的几个概念：

  # 创建一个元组变量

  my_values = ("牧旗教程", "专业", "免费", "详细", "面向新手", "老少皆宜")

   

  # 选择第二个元素到第四个元素

  value1 = my_values[1:4]

   

  # 选择第三个元素到倒数第二个元素

  value2 = my_values[2:-1]

   

  # 从第二个元素开始从后往前选择

  value3 = my_values[1::-1]

   

  # 从第一个元素开始每两个元素选择一次

  value4 = my_values[::2]

   

  # 输出结果

  print(value1)

  print(value2)

  print(value3)

  print(value4)

  运行代码，结果如下：

  ('专业', '免费', '详细')
  ('免费', '详细', '面向新手')
  ('专业', '牧旗教程')
  ('牧旗教程', '免费', '面向新手')

• 修改元组元素

  因为元组的性质是内部元素不可修改的，所以我们对元组的修改 只能限制在删除整个元组或者替换整个元组，用变量重新赋值的方式可以替换原来的元组，也就是创建一个新的元组来取代原来的元组，先来看一个替换的例子：

  # 先创建一个元组

  my_value = ('牧旗','教程')

   

  # 直接对原有的变量赋新的值

  my_value = ('专业','详细')

   

  print(my_value)

  运行代码，结果如下，可见：

  ('专业', '详细')

• 元组新增元素

  元组新增元素和修改元组元素的方式是一样的，不能在元组本身新增，需要使用替换的方式来完成，具体的操作流程和上面的修改方式完全一样。

• 元组删减元素

  元组没办法直接删除元素，但是可以使用变量用的内置函数 del 函数来清空变量：

  # 先创建一个元组

  my_value = ('牧旗','教程')

   

  # 删除这个元组

  del my_value

   

  print(my_value)

  此时再运行程序，则会产生红色的报错信息，因为 x 这个变量已经被我们给删除掉了，所以会提示变量没有被定义。

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元组的操作

在 Python 中，可以使用多种运算符对元组进行操作，主要用于创建新的元组或者判断大小：

方式	符号	描述
连接元组	+	使用加法符号将多个元组组合起来生成一个新的元组。
复制元组	*	使用乘法符号复制元组并组合到一起，生成一个新的元组。
元组比较大小	比较符号	使用数学中的比较大小符号可以用来判断元组之间的大小关系。

• 连接元组

  在 Python 中可以使用加号将多个元组组合起来：

  tuple1 = ("牧旗","教程")

  tuple2 = ("专业","详细")

  my_tuple = tuple1 + tuple2

  print(my_tuple)

  运行上面的代码，结果如下：

  ('牧旗', '教程', '专业', '详细')

• 复制元组

  可以使用乘号来复制元组：

  my_tuple = ("牧旗", "教程")

  final_tuple = my_tuple * 3

  print(final_tuple)

  运行代码，结果如下：

  ('牧旗', '教程', '牧旗', '教程', '牧旗', '教程')

  可以看出，my_tuple 中的两个元素按照顺序复制了三份生成了 final_tuple 变量。

• 元组比较大小

  可以使用判断符号来比较不同元组之间的大小，要注意的是，元组之间比较会先将最小索引位置的元素进行比较，得出元组大小关系，如果最小索引位置的元素相同，那么会找下一个索引进行大小比较，依次类推，直到比出一个大小。

  tuple1 = (2, 3)

  tuple2 = (2, 5)

  print(tuple1 > tuple2)

  运行代码，结果如下

  False

  可以看出，tuple1 元组并不大于 tuple2 元组。

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元组的其他相关函数

元组的相关函数和列表的相关函数基本一致，详情可以在列表教程中深入学习，在此不再详细展开，另外要注意的是，由于元组是无法进行修改的，所以 元组中没有 sort 排序函数。

名称	写法	描述
in	元素 in tuple	判断元素是否属于元组。
len	len(tuple)	计算元组内的元素数量。
count	tuple.count(元素)	计算某个元素在元组中出现的次数。
index	tuple.index(元素)	计算某个元素在元组中出现的位置索引。

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元组内部数据结构可修改

因为元组内部的元素是不可以整体修改的，但是如果元组里的某个元素的内部是可以修改的，那么可以在外部修改这个可变元素的内部。

上面这段话听起来有点绕口，我来举一个例子：如果元组里面的一个元素是列表，那么虽然这个列表是在元组里面的，但是它一样可以被修改。

来看一个例子方便理解，通过代码来修改一个元组存储的列表中的元素：

运行上面的代码，结果如下：

('牧旗教程', '通俗易懂', ['Python', 'Mysql', 'Html'])

可以看到，元组中第三个元素是列表，列表中的第三个元素 Java 被修改成了 Html，虽然元组的性质是不可修改，但是我们通过索引却修改了元组内的一个列表的元素，这是因为我们的操作指针选择的是 列表，而不是 元组。

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