元组

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Python 除了提供列表外，还有一种特殊的数据结构叫做元组 (Tuple 读作 /ˈtuːpl/)。元组是一种有序的、不可变的数据集合，一旦创建就不能修改其中的元素，这为数据提供了额外的安全性和性能优化。

创建

JavaScript 中没有直接对应的数据结构，最接近的是使用Object.freeze()冻结数组，但这种方式在语法上不够简洁：

Python 的元组创建非常简洁，使用圆括号：

单元素元组的陷阱

创建单元素元组时必须包含逗号，否则 Python 会认为括号只是运算符：

使用构造函数创建

不可变性

这是元组与列表最重要的区别：

但是，如果元组包含可变对象，那些对象本身仍然可以被修改：

访问元素

元组的访问方式与列表完全相同：

长度

与列表一样，使用 len() 函数获取元组长度：

比较

元组比较与列表类似，Python 会逐个比较元素内容。需要注意的是，由于元组的不可变性，Python 可能会对一些简单的元组进行内部优化：

元素查找

使用 in 和 not in 关键字检查元素是否存在：

索引查找

使用 .index() 方法查找元素第一次出现的索引：

计数

使用 .count() 方法统计元素出现次数：

切片

元组支持与列表相同的切片操作：

连接操作

虽然元组不可变，但可以通过连接创建新元组：

重复操作

与字符串和列表类似，Python 元组也支持使用*运算符进行重复操作：

复制

元组的复制特性

由于元组是不可变的，复制操作有特殊的行为：

包含可变对象的元组复制

当元组包含可变对象时，需要注意深拷贝：

解包

元组解包是 Python 多重赋值的重要基础。在前面的列表章节中，我们已经学习了解包的基本概念，元组解包的语法完全相同，但元组更适合用于固定结构的数据：

元组解包的高级用法

元组解包同样支持星号操作符，特别适合处理具有固定开头和结尾的数据：

元组推导式

在列表章节中，我们学习了列表推导式的强大功能。你可能会问：元组有推导式吗？

答案是：元组本身没有推导式语法。使用圆括号的表达式 (expression for item in iterable) 实际上创建的是生成器表达式，而不是元组：

创建元组的正确方式

要创建元组，需要将生成器表达式或其他可迭代对象传递给 tuple() 构造函数：

命名元组

虽然不是本章的重点，但值得了解 Python 还提供了命名元组，让元组更具可读性：

元组 vs 列表的选择

如果数据结构固定且不需要修改（如坐标、配置信息、函数返回的多个值），适合使用元组；如果需要动态添加、删除或修改元素（如购物车、成绩列表），适合使用列表。另外，元组由于不可变性，在内存使用和访问速度上通常比列表更高效。

元组操作一览

元组方法

由于元组的不可变性，它只有很少的方法：

方法	功能	示例	返回值
count(item)	统计元素出现次数	tup.count('apple')	出现次数
index(item)	返回元素首次出现的索引	tup.index('apple')	索引值

内置函数

函数	功能	示例	返回值
len(tup)	获取元组长度	len((1, 2, 3))	长度
max(tup)	获取最大值	max((1, 2, 3))	最大值
min(tup)	获取最小值	min((1, 2, 3))	最小值
sum(tup)	计算数值元组的和	sum((1, 2, 3))	总和
sorted(tup)	返回排序后的列表	sorted((3, 1, 2))	新的排序列表
tuple(iterable)	将可迭代对象转为元组	tuple([1, 2, 3])	新元组

运算符和关键字

操作	功能	示例	返回值
+	连接元组	(1, 2) + (3, 4)	新元组
*	重复元组	(1, 2) * 3	新元组
in	检查元素是否存在	'apple' in fruits	布尔值
not in	检查元素是否不存在	'apple' not in fruits	布尔值
==	比较元组内容	(1, 2) == (1, 2)	布尔值
<, >, <=, >=	按字典序比较	(1, 2) < (1, 3)	布尔值

切片操作

操作	功能	示例	返回值
tup[start:end]	切片	tup[1:3]	新元组
tup[start:end:step]	带步长切片	tup[::2]	新元组
tup[::-1]	反转元组	tup[::-1]	新元组

小结

元组是 Python 中一种重要的不可变序列类型：

1. 不可变性：一旦创建就不能修改，提供数据安全性和性能优化
2. 有序性：保持元素的插入顺序，支持索引和切片操作
3. 混合类型：可以存储不同类型的数据，与列表类似
4. 解包功能：支持优雅的多重赋值和变量交换
5. 数据组合：适合将多个相关数据组合成一个整体
6. 内存效率：比列表占用更少内存，创建和访问更快
7. 语法简洁：使用圆括号创建，但要注意单元素元组的逗号
8. 内部优化：Python 可能会对相同内容的简单元组进行优化，使其指向同一对象

选择元组还是列表的关键在于：如果数据结构固定且不需要修改，使用元组；如果需要动态添加、删除或修改元素，使用列表。元组特别适合表示坐标、配置信息、函数返回的多个值等场景。

练习

学校要记录三个班级的基本信息，每个班级包含班级名称、学生人数、班主任姓名。请使用元组的特性完成以下任务：

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