Python元组是什么

 

引出

在使用Python过程中，列表、集合和字典是比较常用的数据结构。

• 列表简单说就是数组，不对，它就是数组

• 集合就是去重的元素结构，和JAVA中的set一样

• 字典就是一个key-value的键值对，和JAVA中的HashTable一样

但是，Python中有一个特立独行的对象，元组tuple，看一个元组的简单使用：

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

什么？你告诉我这个一个新的结构？不是数组？？？

这用起来跟数组也没什么区别啊？

要看元组和数组的区别，最直观的比较，就是比较两个结构的方法，通过方法来理解结果。

方法比较

列表用的比较多了，方法基本上都是常规的数组操作：对数组的增删改查。对了，还有Python列表最屌的操作，数组的切片操作。

（悄悄告诉你，查看方法只要Python运行 help(list), 就可以了）

再看一下元组的方法，暴露出来的方法只有两个，count和index

• count(x): 统计x在元组中的个数

• index(x): 返回x在元组中第一次出现的索引

恩，我知道区别了，元组只能查，不能做增删改的操作。

只能查询，不可修改，这不是常量么。。。。既然是常量，想必虚拟机内部会做优化，元组占用的空间会比列表少很多吧。

内存比较

分别定义列表和元组，查看其内存占用情况：

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))

输出结果：

啥？元组这么小么？我两万个数字才占用88个字节？我不服，再怎么优化这也不可能，它不是元组：

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，走错片场了，这是个生成器。重新来过：

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))

这回没毛病了，元组确实比列表占用空间要少一些。

至此，基本已经确定了，元组最大的特性就是不可变。

通过元组的不可变特性，引申出了很多数组无法实现的功能

这里，看到网上有人说元组中的数组是可变的，也给出了对应的解释。简单说，元组中保存的是数组的地址，尽管数组内容变了，但地址没有变，也就是元组内容没有发生变化，很好理解。

元组的灵活使用

1. 元组是可以计算hash值的，这也就意味元组可以当做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))

有人说，字符串就足够了，没必要用元组。恩？我想到一个应用场景：

如果要通过用户的信息(身高，体重，性别)来查找用户的id，我们固然可以遍历一遍用户，将符合条件的筛选出来。但这样太慢了，如果我们维护一个用户信息为key，值为id数组的hashMap，那查找就十份快速了。

当然，使用字符串也完全可以满足，将用户的各种信息拼接起来，但使用元组显然更加直观，key直接就是(身高，体重，性别)。

2. 这个虽然和元组的不可变没什么关联，但同样十分实用。实现函数返回多个值。

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

妈妈再也不用担心我的函数返回了。

站在巨人的肩膀上

通过先人的成果来理解列表和元组，下面以numpy为例，通过作者对二者的理解来帮助我理解。

import numpy
​
if __name__ == '__main__':
    # 创建一个二维数组
    a = numpy.arange(9).reshape(3, 3)
    print(a)
    tu = (1, 2)
    li = [1, 2]
    print(a[tu])
    print(a[li])

显然，使用元组访问时，它接收到的意图是：我想要下标为1的数组中下标为2的元素。而使用数组访问时，它收到的意图是：请把下标为1和下标为2的元素给我。在此，意会一下。