第七章 不可变序列-元组

学习要点

1. 学习Python的不可变序列的基本特征。
2. 学习以元组为代表的不可变序列的基本操作。

对标内容

理解元组类型的概念

理解元组和列表的不同

掌握它的基础用法及操作：元组的声明与赋值、元组的访问与更新、元组的遍历、添加、删除、排序等。

情景导入

我们都知道有些信息一旦确立，就不允许随便修改，比如身份证号码、姓名、 出生日期、性别、学校地址、学号等。我们如果用一个表格来存储这些信息，为 了防止随意修改，可以将这个表格设定为只读的。Python中也有这样的“只读列表”，它就是“元组”。

元组

什么是元组，它与列表有什么不同？

元组也是序列的一种，Python的元组与列表类似，不同之处有两点：

• 一是元组的元素不能修改；
• 二是元组使用小括号，列表使用中括号。

如何创建元组？

• 方法1：在括号中添加元素，并使用逗号隔开即可。

  >>> t=(1,2,3)
  >>> t
  (1, 2, 3)
  

  可以省略括号，如下：

  >>> t2=1,2,3
  >>> t2
  (1, 2, 3)
  

  创建空元组，如下：

  >>> t=()
  >>> t
  ()
  >>> type(t)
  <class 'tuple'>
  
  >>> t=tuple()
  >>> t
  ()
  >>> type(t)
  <class 'tuple'>
  

  如果只有一个元素，最后必须加一个逗号，如下：

  >>> t=(1)
  >>> t
  1
  >>> type(t)
  <class 'int'>
  
  >>> t=(1,)
  >>> t
  (1,)
  >>> type(t)
  <class 'tuple'>
  

• 方法2：使用tuple()函数将其他数据类型(必须为可迭代对象)转换为元组，如下例所示。

>>>t = [1,2,3]
>>>print(tuple(t))
(1,2,3)
>>> tuple('abc')
('a', 'b', 'c')

不可变序列的通用操作

元组是不可变序列，所以关于序列的通用操作均可执行，主要考核如下函数及命令。

通用操作—元组的访问

元组的访问也是借助于索引，其索引的表示方法和列表相同，分为正方向索引和反方向索引，如图7-1所示。

​ 图7-1元组的正方向索引和反方向索引

要访问元组中的元素，和访问列表中的元素一样，只需要使用元组变量名加上下标即可。

通用操作一元组的嵌套

元组也是可以嵌套的，并且嵌套的数据类型也不仅仅局限于元组，列表等可变序列以及字典等其他数据也可以嵌套到元组中，如下例所示。

>>> t =(1,2,3, [1,2,3],{2:"xiangjin"})
>>> t
(1, 2, 3, [1, 2, 3], {2: 'xiangjin'})

元组中嵌套的元素是被当作一个整体看待的，访问被嵌套的元素中的某一个值需要通过逐级索引访问。

通用操作一元组的截取

元组的截取和列表的截取相同，需要确定开始位置、结束位置以及步长，步长默认是1。元组的截取同样也包含开始索引的值，但不包含结束索引的值，也就是我们经常讲的“包头不包尾”。

其他通用操作

元组的以下运算和列表的运算相同。

1. len(): 获取元组的长度。

2. in：检查元素是否包含在元组中。

3. max()：求最大元素。

4. min()：求最小元素。

5. sum()：求和运算。

6. +：元组的加法运算。元组虽然是不可变序列，但是依然可以进行加法运算。元组的加法是将两个元组结合在一起，形成一个新的元组，并不改变原元组的值，如下例所示。

   >>>T = (21,2,3,4,5,8,0)
   >>>t = ('a','b','c')
   >>>print (T+t)
   (21,2,3,4,5,8,0,'a','b','c')
   

7. *：元组的乘法运算。元组也可以进行乘法运算，和列表的乘法运算一 样，也是将元组的元素重复相应的次数，如下例所示。

   >>> T=('a','b','c','d')
   >>> print(T*2)
   ('a', 'b', 'c', 'd', 'a', 'b', 'c', 'd')
   

不可变序列——元组的操作

index()

在元组中，index()和在列表中一样，查找元素在元组中的位置，返回值是该元素第一次出现的下标。

语法格式也和在列表中一样：元组名.index(需要查找的元素值)，如下例所示。

>>> T = ('a', 'b', 'c', 'd', 'b', 'e', 'b')
>>> print (T.index('b'))
1

注意：如果找不到，则报错ValueError

count()

该函数的作用是查找元素在元组中的个数，返回值为整数。

>>> T = ('a', 'b', 'c', 'd', 'b', 'e', 'b')
>>> print (T.count ('b'))
3

sorted()

由于元组是不可变序列，所以无法使用sort()进行排序，但是可以使用 sorted()进行排序。前面我们已经介绍过，sorted()是Python的内置函数，可用于所有可迭代对象，返回的是一个新的列表，所以sorted()可以用于元组排序, 其使用方法和要求同列表中的sorted()。

>>> a=(1,5,3,6,1)
>>> sorted(a)
[1, 1, 3, 5, 6]

注意：返回的是列表，不是元组

易错题

1. 如果元组中只有一个元素，仍然需要加逗号，否则该对象并非元组， 如下例所示。

   >>>a = (1)
   >>>b = (1,)
   >>>print(type(a))
   <class 'int'>    #a为整数
   >>>print(type(b))
   <class 'tuple'>    #b为元组
   

2. 元组为不可变序列，所以列表的很多操作是无法在元组中使用的，比如更新元素、删除元素、添加元素、反向排序等。

3. 元组使用sorted()进行排序后，会生成一个列表，而不是元组，如下例所示。

   >>>a = (2,1,5,34,8,99, 6,7,31)
   >>>b = sorted(a)
   >>>print(a)
   (2,1,5,34,8,99,6,7,31)
   >>>print(b)
   [1, 2, 5, 6, 7, 8, 31, 34, 99]
   

模拟考题

考题1 单选题

关于Python的元组类型，以下选项中描述错误的是( )。

A. 元组不可以被修改 B. Python中元组使用小括号和逗号表示 C. 元组中的元素要求是相同类型 D. 一个元组可以作为另一个元组的元素，可以采用多级索引获取信息

答案：C

解析：A、B、D均为正确的，元组中的元素可以是不同类型，所以C是错误的， 选择C。

考题2 单选题

设有元组tup=(1,2,3,'1','2','3‘)，执行语句print(tup[0::2])，得到的结果是 ()。

A. (1,2) B. (1,3) C. (1,3,’2’) D. (1,’1‘,3)

答案：C

解析：根据print(tup[0::2])可知，是截取元组tup的开始到结尾，步长为2的所有元素组成一个新的元组。根据tup=(1,2,3,’1‘,'2','3‘)可知，步长为2取的值分别为1、3、’2’，所以正确答案为C。

考题3 单选题

已知t=(1,2,3,4,5,6)，下面哪条元组操作是非法的？()

A. len(t) B. max(t) C. min(t) D. t[1]=8

答案：D

解析：A选项是求t的长度，B选项是求t的最大值，C选项是求t的最小值，D选项是将下标为1的值更新为8；而在元组中，求元素的多少(又称求长度)， 求最大值、最小值都是可以的，但是由于元组是不可变序列，元组中的值是不能改变的，所以D的操作是不允许的。

考题4 判断题

d=()， d是一个空元组。( )

答案：正确

解析：根据元组的格式要求，元组必须由小括号加逗号组成，d=()看似只有小括号，没有逗号，但是元组中如果没有任何元素，直接加入逗号，程序会报错； 同时通过print(type(d))我们也可以看到返回是""，这说明其数据类型确实为元组。

考题5 单选题

以下程序的输出结果是()。

a = tuple('abcdefg')    
print(a)

A.('a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g') B.['a', 'b', 'c','d', 'e', 'f','g'] C. ['abcdefg'] D. 'abcdefg'

答案：A

考题6 判断题

元组的访问速度比列表要快一些，如果定义了一系列常量值，并且主要用途仅仅是对其进行遍历而不需要进行任何修改，建议使用元组而不使用列表。

答案：正确

解析：什么时候使用列表，什么时候使用元组？列表一般用于不确定个数的数据的集合，比如在我们的计算机里面有多少个Word文件，我们事先并不知道，所以用列表来表示；而元组一般用于描述一个东西的特性，个数是提前就知道的, 并且一旦确立是不进行更改的，比如考试需要填写的信息一一学生的姓名、学号、 考号等。

元组单元测试题

模拟考题

一、单选题(共20题，每题4分，共80分)

1、关于Python元组类型，以下选项中描述错误的是？（ ）

A. 元组不可以被修改

B. Python中元组使用圆括号和逗号表示

C. 元组中的元素要求是相同类型

D. 一个元组可以作为另一个元组的元素，可以采用多级索引获取信息

2、下列创建元组的方法中不正确的是？（ ）

A. t=(1,2,'信息'）

B. t=(1)

C. t=('信息',)

D. t='音乐','体育','美术'

3、已知t=(1,2,3,4,5,6),下面哪条元组操作是非法的？（ ）

A. len(t)

B. max(t)

C. min(t)

D. t[1]=8

4、有如下Python程序段：

 tup1=(1,2,3,4,5) 
 x=tup1[1]+tup1[-1] 
 print("x=",x)

执行上述程序段后，输出的结果为？（ ）

A. 3

B. x= 3

C. 7

D. x= 7

5、以下程序的输出结果是（ ）。

 a = tuple('abcdefg')
 print(a)

A. ('a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g')

B. ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']

C. ['abcdefg']

D. 'abcdefg'

6、下列程序的执行结果是？（ ）

s=(1,2,3,4,5,6,7,8)
print(len(s),max(s),min(s))

A. 7 8 1

B. 8 8 1

C. 8 1 8

D. 7 1 8

7、下列语句，不能创建元组的是？（ ）

A. tup=()

B. tup=(1)

C. tup=1,2

D. tup=(1,2)

8、对于元组里面的元素，可以执行的操作有？（ ）

A. 读取

B. 添加

C. 修改

D. 删除

9、正确定义元组yuan的语句是？（ ）

A. yuan={1,2,3}

B. yuan=[1,2,3]

C. yuan=(1,2,3)

D. yuan=<1,2,3>

10、对于元组tup=(1,2,3,4,5)执行的操作非法的是？（ ）

A. len(tup)

B. max(tup)

C. min(tup)

D. tup[1] = 6

​

11、若s=(1,'a',[1,2])，则len(s)的值为？（ ）

A. 错误

B. 2

C. 3

D. 4

​

12、小明用元组a存储自己喜欢吃的水果，a=("apple","banana","orange","banana","pear")，则a.index("banana")的值是？（　）

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

13、元组同列表那样可以有多个元素，但只能执行如下的哪个操作？

A. 修改

B. 添加

C. 读取

D. 删除

​

14、以下关于元组的描述正确的是?( )

A. 元组和列表相似，所有能对列表进行的操作都可以对元组进行

B. 创建元组时，若元组中仅包含一个元素，在这个元素后可以不添加逗号

C. 元组中的元素不能被修改

D. 多个元组不能进行连接

15、对于元组tup=('富强','民主','文明','和谐','爱国')操作正确的是？

A. tup[2:4:2] = ('敬业')

B. tup[4]='敬业'

C. del tup[4]

D. tup*3

​

16、下面代码运行的结果是？（ ）

tup1 = ('中国', '电子学会', 1997, 2000)
tup2 = (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 )
print (tup1[-1],tup2[1:5])

A. 2000 (2, 3, 4, 5)

B. 2000 (2, 3, 4, 5,6)

C. (2000 (2, 3, 4, 5,6))

D. 1997 (1,2, 3, 4, 5)

17、已知t1=(2,3)，t2=(4,5,6)，那么t2+t1*2的结果是？

A. (2, 3, 2, 3, 4, 5, 6)

B. (4, 5, 6, 2, 3, 2, 3)

C. (2, 3, 4, 5, 6, 2, 3, 4, 5, 6)

D. (2, 3, 4, 5, 6)

​

18、表达式tuple(list('Python'))的运算结果是？

A. ['Python']

B. ('P', 'y', 't', 'h','o', 'n')

C. ['P', 'y', 't', 'h','o', 'n']

D. ('Python')

​

19、小明用元组a存储小组同学的身高，a=(136.0,135.0,142.0,140.0)，则min(a)的值是？

A. 136.0

B. 135.0

C. 142.0

D. 140.0

​

20、已知元组tup2=(1,14,51,4,19,198,10)，下列说法有错误的是？

A. print(tup2[1:-1])可以截取元组的一部分，输出的结果为(14,51,4,19,198,10)

B. print(tup2[3:])可以截取元组的一部分，输出的结果为(4,19,198,10)

C. print(tup2[3:6])可以截取元组的一部分，输出的结果为(4,19,198)

D. print(tup2[5])可以访问元组的第六个元素，输出的结果为198

​

二、判断题(共5题，每题4分，共20分)

21、若运行程序

t1=(45)
print(type(t1))

则输出结果为

正确 错误

22、元组d = (2020, 1, 1), 执行d = (d[0]+1, 1, 1)后，d是(2021, 1, 1)

正确 错误

23、元组的定义方法与列表完全相同。

正确 错误

24、元组一旦创建，其中的元素就不能再被修改了。

正确 错误

25、(127,3.56,'1&5#!^*2','4.(.$0..6')是一个合法的元组

正确 错误

答案

一、单选题

1、C 2、B 3、D 4、D 5、A

6、B

试题解析：元组内置函数的考核，len()统计元组元素个数，应该为8，max（）返回元组中元素最大值，8，min()返回最小 值，1，所以选择B

7、B 8、A

9、C

试题解析：定义元组使用括号，也可以不用符号

10、D

11、C

试题解析：理解元组的元素，掌握求元组长度的函数

12、B 13、C 14、C 15、D 16、A

17、B 18、B 19、B 20、A

二、判断题

21、错误 22、正确 23、错误 24、正确 25、正确