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Python自学09-常用数据结构之元组

news 2025/8/18 13:02:01

Python自学09-常用数据结构之元组

🐍 前言

在 Python 的数据结构家族中，**元组（Tuple）**常常被误解为“跟列表差不多，只是不能改”。

但真相是——元组的不可变性，不只是“锁住”数据，它在数据安全、性能优化、代码语义等方面，都有着不可替代的作用。

今天我们就来一次全方位的元组拆解，让你彻底搞懂它的用法与应用场景。

1️⃣ 元组是什么？

定义

元组是有序、不可变的元素集合。
用圆括号 () 或内置函数 tuple() 创建。
支持不同类型元素混合存储。

示例：

# 创建元组
t1 = (1, 2, 3)
t2 = ("Python", True, 3.14)
t3 = tuple([1, 2, 3])  # 由列表转换

2️⃣ 元组 VS 列表

特性	元组（tuple）	列表（list）
可变性	❌ 不可变	✅ 可变
性能	✅ 更快（内存小）	❌ 相对较慢
适用场景	不希望被修改的数据	需要频繁修改的数据
语义表达	固定结构数据	动态数据集合

💡 记忆技巧 列表像“购物车”，随时可增减；元组像“收据”，一旦打印不可更改。

3️⃣ 元组的基本操作

3.1 访问元素

t = ("Python", "Java", "Go")
print(t[0])    # Python
print(t[-1])   # Go

3.2 切片

print(t[0:2])  # ('Python', 'Java')

3.3 解包（Unpacking）

lang1, lang2, lang3 = t
print(lang1, lang2, lang3)  # Python Java Go

3.4 嵌套元组

nested = (1, (2, 3), (4, 5))
print(nested[1][1])  # 3

4️⃣ 元组的高级用法

4.1 多变量赋值

x, y = (10, 20)

4.2 交换变量值

a, b = 1, 2
a, b = b, a

4.3 作为字典的键

coords = {(10, 20): "位置A", (30, 40): "位置B"}
print(coords[(10, 20)])

因为元组不可变，所以可以安全用作字典的键。

4.4 函数返回多个值

def get_point():return (3, 4)x, y = get_point()

5️⃣ 元组的不可变性，真的是绝对的吗？

元组的不可变性指的是元组结构本身不能改，但如果元组里的元素是可变对象（如列表），那个对象依然可以被修改。

t = (1, [2, 3])
t[1].append(4)   # 不会报错
print(t)         # (1, [2, 3, 4])

所以，元组是浅不可变。

6️⃣ 性能对比小测试

import timeitlist_test = timeit.timeit(stmt="[1, 2, 3, 4, 5]", number=1000000)
tuple_test = timeit.timeit(stmt="(1, 2, 3, 4, 5)", number=1000000)print("列表耗时:", list_test)
print("元组耗时:", tuple_test)

💡 在多数情况下，元组的创建和访问速度会比列表更快。