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Python(tuple元組)

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在 Python 中,tuple(元組)是一種 有序的、不可變 的集合。
與 list(列表)類似,它可以存儲多個不同類型的元素,
但不同點在於 tuple 一旦創建後,裡面的元素就不能被修改、添加或刪除。

特點

  • 有序性:tuple 中的元素是有序排列的,可以通過索引來訪問,如 tuple[0]
  • 不可變性:tuple 一旦創建,元素無法更改(無法增加、刪除或改變元素值)。
  • 使用小括號:tuple 使用小括號 () 來創建,元素之間用逗號隔開。

創建元組的方式

my_tuple = (1, 2, 3, 'a', 'b')

# 單個元素的元組(需要一個逗號)
single_element_tuple = (5,)

為什麼單個元素的元組(需要一個逗號)?
為了讓 Python 確認你要創建的是一個單元素的元組,而不是普通的括號包裹數值,需要在單個元素後加逗號。

範例解釋

single_element_tuple = (5)
print(type(single_element_tuple))  # 輸出 <class 'int'>
加上逗號的情況
single_element_tuple = (5,)
print(type(single_element_tuple))  # 輸出 <class 'tuple'>

語法糖 自動被打包成一個 元組(tuple)

在 Python 中,當使用 逗號 分隔多個值時,這些值會自動被打包成一個 元組(tuple),即使你不明確使用圓括號。

packed_tuple = 1, 2, 3  # 沒有括號
print(packed_tuple)  # (1, 2, 3)
print(type(packed_tuple))# <class 'tuple'>

訪問元組中的元素

my_tuple = (1, 2, 3, 'a', 'b')
print(my_tuple[0])  # 輸出 1
print(my_tuple[3])  # 輸出 'a'

不可變性

my_tuple = (1, 2, 3)
# my_tuple[0] = 10  # 這行會報錯,因為元組不可修改

元組(Tuple)的常用操作

操作 描述 範例 結果
len() 取得元組的長度 len((1, 2, 3)) 3
index() 查找指定元素的索引值 (1, 2, 3).index(2) 1
count() 計算指定元素出現的次數 (1, 2, 2, 3).count(2) 2
元組解包(Unpacking) 將元組中的元素賦值給變數 a, b, c = (1, 2, 3) a=1, b=2, c=3
切片(Slicing) 取得元組中的部分元素 (1, 2, 3, 4)[1:3] (2, 3)
連接(Concatenation) 連接兩個或多個元組 (1, 2) + (3, 4) (1, 2, 3, 4)
重複(Repetition) 重複元組中的元素多次 ('a', 'b') * 2 ('a', 'b', 'a', 'b')
成員檢查(in) 檢查元素是否在元組中 2 in (1, 2, 3) True
比較(Comparison) 比較兩個元組的大小 (1, 2, 3) > (1, 2, 1) True
迭代(Iteration) 遍歷元組中的所有元素 for x in (1, 2, 3): print(x) 1 2 3

元組解包(Unpacking)

想像元組是裝東西的「盒子」,裡面放了不同的三個數字。比如:1、2 和 3。

my_tuple = (1, 2, 3)

解包(Unpacking) 就像是你把這些東西從盒子裡拿出來,分給不同的人(變數)。比如:

a, b, c = my_tuple

這裡,a 得到了 1,b 得到了 2,c 得到了 3。就像是你把盒子裡的東西一個一個分配給不同的變數。

所以元組解包(Unpacking) 有點像是javascript的解構概念?

是的,元組解包(Unpacking) 在 Python 中的概念,確實與 JavaScript 的解構賦值(Destructuring Assignment) 非常相似。
兩者都涉及將數組或對象(在 JavaScript 中)或元組(在 Python 中)的值拆解出來,並賦值給不同的變數。

比較範例

Python 中的元組解包(Unpacking)

my_tuple = (1, 2, 3)
a, b, c = my_tuple
print(a, b, c)  # 1 2 3

JavaScript 中的解構賦值(Destructuring Assignment)

const myArray = [1, 2, 3];
const [a, b, c] = myArray;
console.log(a, b, c);  // 1 2 3

主要類似之處:

多個值的分配:兩者都從多個值的容器(元組或數組)中,將每個元素提取出來,並分配給不同的變數。
簡化代碼:這些語法讓我們不用手動逐個提取元素,簡化了代碼的書寫。

問題:如何交換兩個變數的值?

Python 的簡單方法
Python 使用了元組這個概念,類似於打包禮物的包裹。

  • 首先,它把 b 和 a 這兩個東西(香蕉和蘋果)包在一起變成一個包裹packing。
  • 然後它打開這個包裹unpacking,分別把裡面的香蕉給 a,蘋果給 b。
a = apple
b = banana

# 這一步發生了 tuple packing 和 unpacking
a, b = banana, apple #右邊的值(香蕉和蘋果)包在一起變成一個包裹。(banana, apple )

# 現在 a 和 b 的值已經交換
print(a)  # 10
print(b)  # 5

什麼是 Mutable objects in tuples?

在 Python 中,元組(tuple)是不可變的immutable,
這意味著一旦創建了元組,裡面的元素就不能被修改或重新賦值。
然而,元組可以包含可變的對象,這些可變對象可以在元組內被修改,
儘管元組本身仍然是不可變的。這就是可變對象在元組中的情況。

例子解釋:

  • 元組本身不可變:
    元組中的每個元素的值和位置不能被改變。
    例如,my_tuple = (1, 2, 3) 創建了一個包含數字 1、2 和 3 的元組。你不能改變元組中的數字,像 my_tuple[0] = 5 這樣的操作會報錯。

  • 元組中的可變對象:
    雖然元組本身不可變,但如果元組內包含可變對象,如列表或字典,這些對象的內容是可以改變的。

my_tuple = (1, 2, [3, 4])

# 嘗試改變元組內的列表
my_tuple[2].append(5)
print(my_tuple) #(1, 2, [3, 4, 5])

在這裡,my_tuple[2] 是一個列表 [3, 4],雖然元組是不可變的,但這個列表是可變的,所以我們可以對列表進行修改,像 append(5) 這樣操作。

哪些可以當作字典的 key?

在 Python 中,字典的 key 必須是不可變(immutable)的物件。這意味著可以作為字典 key 的物件類型包括:

  • 字串(string)
  • 整數(integer)
  • 浮點數(float)
  • 元組(tuple),但元組中的元素也必須是不可變的。

現在來看兩個例子:

('tom', [14, 23, 26])

這個元組內包含了一個可變的列表 [14, 23, 26]。由於列表是可變的,這個元組 不能 作為字典的 key。
['string', (15, 16)]

這是個列表,而列表本身是可變的,所以它不能作為字典的 key。

哪些可以當作字典的 key?
('tom', [14, 23, 26]):❌ 不可以,因為包含可變的列表。
['string', (15, 16)]:❌ 不可以,因為列表是可變的。
如果你要用元組作為字典的 key,該元組內的所有元素都必須是不可變的,例如 ('tom', (14, 23, 26)) 就是合法的字典 key,因為元組內的所有元素都是不可變的。


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