【python进阶】你真的懂元组吗？不仅是“不可变的列表”

📚引言

🙋‍♂️作者简介：生鱼同学，大数据科学与技术专业硕士在读👨‍🎓，曾获得华为杯数学建模国家二等奖🏆，MathorCup 数学建模竞赛国家二等奖🏅，亚太数学建模国家二等奖🏅。

✍️研究方向：复杂网络科学

🏆兴趣方向：利用python进行数据分析与机器学习，数学建模竞赛经验交流，网络爬虫等。

在我们学习python的过程中，对元组的介绍通常是成为”不可变的列表“，但是这其实并没有完全的概括元组的功能。在本文中，我们将会介绍元组作为记录的功能，话不多说我们开始吧。

📖元组作为没有字段名的记录

元组中的每个元素其实都存储了该元素的未知以及字段的数据，但是当我们把它理解为”不可变的列表“的时候，这些信息仿佛就被忽略了。如果把元组当成一些字段的数量和位置信息的集合，那么它的用处会更多。我们来看下面这个例子：

# 例1 元组拆包
student_xiaoming = ('xiaoming','22','male','202303190701')
xiaoming_name, xiaoming_age, xiaoming_sex, xiaoming_id = student_xiaoming
print(f'姓名:{xiaoming_name} 年龄：{xiaoming_age} 性别：{xiaoming_sex} 学号:{xiaoming_id}')>>> 姓名:xiaoming 年龄：22 性别：male 学号:202303190701print('-' * 10)
# 例2 巧用拆包和占位符得到我们想要的数据
students_id = [('小明','2023031901'),('小刚','2023031902'),('小红','2023031903')]
for name,_ in students_id:print(name)>>> 小明
>>> 小刚
>>> 小红print('-' * 10)
# 例3 利用元组拆包格式化输出
for student in students_id:print('%s:%s'%student)>>>小明:2023031901
>>>小刚:2023031902
>>>小红:2023031903

接下来，我们就对上述元组新“姿势”逐一介绍。

📑元组拆包

在上述的例1中对所有变量的赋值我们仅用一行代码就解决了，这就是最简单的元组拆包的应用。最简单的利用元组拆包的办法就是平行赋值，也就是把元组中的所有元素一并赋值到对应的变量中，如下例所示：

test = ('苹果', 'apple')
chinese, english = test
print(chinese, english)>>> 苹果 apple

除此之外，我们还可以和*与_两个符号组合，写出更简约而美的代码，我们首先看下面一个例子：

# 定义例子函数
def happy(rice_num, cola_num):print(f'今天好开心，我吃了{rice_num}碗米饭，喝了{cola_num}瓶快乐水！')
# 普通调用
happy(7,5)>>> 今天好开心，我吃了6碗米饭，喝了5瓶快乐水！# 利用*对元组进行拆包作为函数参数
test_tuple = (7,5)
print(*test_tuple)
happy(*test_tuple)>>> 7 5
>>> 今天好开心，我吃了7碗米饭，喝了5瓶快乐水！ 

🔖利用_占位

在上述例子中，我们使用*对元组进行了拆包然后作为函数的参数。接下来我们再来看看_和元组拆包组成的优雅用法，看下面这个例子：

import os
print(os.path.split('D:\\Software\\anaconda\\envs\\lp\\lib\\ntpath.py'))
>>> ('D:\\Software\\anaconda\\envs\\lp\\lib', 'ntpath.py')_, file_name = os.path.split('D:\\Software\\anaconda\\envs\\lp\\lib\\ntpath.py')
print(file_name)>>> ntpath.py

在某些情况下，我们在操作本地地址的时候只需要获取文件的名字而不关心其路径，在上述例子中我们使用了_代替那些我们不需要的内容，而使用变量file_name变量一下获取到了我们需要的文件名字。

🔖*处理剩下的元素

还可以有很多其它的用法，例如使用args作为我们不确定的参数，其还能作为平行赋值中一个很重要的符号，我们看下面几个例子：

a, b ,*rest_num = [i for i in range(10)]
print(a,b,rest_num)a, *rest_num, b  = [i for i in range(10)]
print(a,b,rest_num)a, *rest_num, b  = [i for i in range(2)]
print(a,b,rest_num)a, b, *rest_num = [i for i in range(2)]
print(a,b,rest_num)>>> 0 1 [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> 0 9 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]
>>> 0 1 []
>>> 0 1 []

通过上述例子我们可以发现，利用*可以在任何位置获取到我们不关心或者我们想要的取值。

🔖嵌套元组中的拆包

元组拆包同样可以在嵌套结构中进行，只要我们定义的变量是符合其结构的，我们看下面这个例子:

student_information  = ('xiaoming','202303190701',(98,77))
xiaoming_name, xiaoming_id,(xiaominmg_english, xiaoming_math) = student_information
print(f'姓名:{xiaoming_name} 学号:{xiaoming_id} 英语成绩:{xiaominmg_english} 数学成绩:{xiaoming_math}')>>> 姓名:xiaoming 学号:202303190701 英语成绩:98 数学成绩:77

在上述例子中，我们利用与元组嵌套相同的结构获取到了我们希望的信息。

📑具名元组

有时候我们在编写类的时候，通常不需要那么冗余的结构，例如我们并不想在类中编写方法，而只需要一些具有名字的属性。这时候具名元组就能满足需求，我们首先来看具名元组定义的语法格式：

from collections import namedtuple
类名 = namedtuple(类名, 由空格隔开的或可迭代表达式组成的参数列表)

🔖具名元组的用法

我们看下面这个示例：

from collections import namedtuple# 分别利用可迭代表达式与空格隔开的参数名表示属性列表
teacher = namedtuple('teacher', ['name','age','sex'])
student = namedtuple('student', 'name age sex')wanggang = teacher('wanggang','44','male')
xiaoming = student('xiaoming','18','male')print(wanggang.name)
print(xiaoming.name)>>> wanggang
>>> xiaoming

🔖具名元组常用函数

除此之外，具名元组还有几个非常常用的方法：

#  查看该类的参数列表
print(teacher._fields)
>>> ('name', 'age', 'sex')# 通过字典方式展示
print(xiaoming._asdict)
>>> <bound method student._asdict of student(name='xiaoming', age='18', sex='male')># 通过元组构建具名元组
xiaohong_information = ('xiaohong','19','female')
xiaohong = student._make(xiaohong_information)
print(xiaohong)
>>> student(name='xiaohong', age='19', sex='female')

📍总结

在本文中，我们介绍了元组作为记录的功能，这其中包括元组拆包，具名元组等多种用法。在编程中灵活使用这些语法会使得我们的程序更易读简洁。

如果你感觉本文对你有帮助，不妨给我收藏点赞，如果对于本文所介绍的东西有问题可以私信我或者评论与我讨论，我们下次再见。