詳解Python中元組的三個不常用特性

2022-07-04 14:01:58

1. 引言

元組是Python中一種重要的內建資料型別。與列表一樣，我們經常使用元組將多個物件儲存為相應的資料容器。然而，與列表不同的是元組的不變性——一個不可改變的資料序列。

2. 舉個栗子

下面的程式碼片段向我們展示了元組的一些常見用法。

response = (404, "Can't access website")
response_code = response[0]
response_data = response[1]
assert response_code == 404
assert response_data == "Can't access website"

上述程式碼段對我們來說功能很簡單。我們使用一對括號來建立一個元組物件，將不同元素括起來。我們可以通過索引來存取元組中的單個元素。

除了上述元組的基本用法外，元組還具有其他鮮為人知的用法。讓我們在本文中回顧一下。

3. 建立包含單一元素的元組

正如上述程式碼範例，我們使用一對括號來建立元組物件。通常，一個元組物件包含兩個或多個元素，我們使用逗號來分隔這些元素。

如果我們想建立一個僅包含一個元素的元組，我們應該怎麼做？讓我們試試：

>>> math_score = (95)
>>> math_score[0]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'int' object is not subscriptable
>>> type(math_score)
<class 'int'>

正如我們看到的一樣，(95)並不像我們中的一些人所想的那樣建立元組物件。相反，它建立了一個整數。你也許想到了，正確的方法是需要在元素後面加一個逗號：

>>> math_score = (95,)
>>> math_score[0]
95
>>> type(math_score)
<class 'tuple'>

4. 使用下劃線和*來unpack元組

雖然我們可以通過索引來存取元組的每項元素，但更常見的收單是使用unpack技術，例如：

response = (404, "Can't access website")
response_code, response_data = response

對於unpack技術，我們定義了許多變數，這些變數的數量與元組的長度相匹配。即元組的每個元素都被分配給相應的變數。

如果我們不需要使用所有建立的變數，此時建議使用下劃線來表示這些未被使用的變數。例如針對上述例子，我們可能只對使用變數response_data ，而不使用response_data ，此時我們可以執行以下操作：

_, response_data = response

這樣，我們就告訴程式碼的讀者，此時我們只對存取tuple物件的第二個元素感興趣。

當一個元組物件中有多個元素時，如果我們希望可以存取多個連續的元素，此時我們可以使用星號表示式：

scores = (98, 95, 95, 92, 91)
algebra, *others, zoology = scores
assert others == [95, 95, 92]

如上所示，我們有一個元組物件，它按字母順序儲存了各項課程的分數，我們知道第一門課程是代數，最後一門是動物學。在上面的例子中，我們通過星號進行unpack操作得到了在中間的三個分數。

5. 使用命名元組

我們可以使用索引或unpack操作來存取元組的各個元素，以將這些元素分配給單獨的變數。有時，這樣做可能會很醜陋。
請參見以下範例：

location1 = (27.2, 7.5)
location2 = (30.1, 8.4)
location3 = (29.9, 7.7)
latitude1 = location1[0]
longitude2 = location2[1]
latitude3, longitude3 = location3

上述程式碼中，我們有三個location變數，顯示了各自的位置座標。當我們存取這些座標的單個元素時，程式碼看起來不那麼簡潔。

雖然我們可以使用自定義類來實現座標的資料型別，但對於這個簡單的資料型別，自定義類可能顯得有些臃腫。相反，我們可以使用命名元組來作為輕量級資料型別，如下：

from collections import namedtuple
Location = namedtuple("Location", 
["latitude", "longitude"])
location1 = Location(27.2, 7.5)
location2 = Location(30.1, 8.4)
location3 = Location(29.9, 7.7)
latitude1 = location1.latitude
longitude2 = location2.longitude
location3.latitude, location3.longitude

如上所示，我們呼叫namedtuple通過指定類名及其屬性來建立命名元組類。現在，我們可以通過呼叫類別建構函式來建立命名元組類的範例。對於這些範例，我們可以使用點符號來存取其屬性，這是常規元組物件無法使用的特性。

6. 總結

在本文中，我們回顧了Python中元組的三個特性。使用這些特性，可以極大地提升我們程式碼的可讀性和可理解性，希望大家可以將其多多應用於日常工作中。

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