任務17

Python元組程序設計基礎（Python語言)CONTENTS目錄01任務背景與目標02元組概述03元組創(chuàng)建與訪問04元組常用方法及操作05生成器表達式06元組實例案例07任務測試與總結任務背景與目標01一、任務背景

在Python的數(shù)據類型寶庫中，元組看似簡單但以它不可變的特性守護著數(shù)據的完整性，以有序的排列清晰地呈現(xiàn)著元素的邏輯關系，以異構的包容性將不同類型的數(shù)據完美融合，為數(shù)據組織與處理提供了精妙的解決方案。接下來讓我們跟隨小@的步伐，一起揭開Python元組的神秘面紗，深入剖析其內在本質，掌握其強大功能，領略其在編程實踐中的獨特魅力，開啟精彩紛呈的元組探索之旅，讓元組成為我們編程路上的得力助手，助力我們書寫更優(yōu)美、高效的代碼。二、任務目標1．理解Python元組的基本概念、特點和適用場景。2．熟練掌握元組的相關方法及操作。3．明晰元組與列表的區(qū)別。元組概述02一、元組概述

元組與列表類似，也是由一系列按特定順序排列的元素組成的數(shù)據集。從基本數(shù)據存儲到復雜交互，從簡單的程序邏輯到龐大的系統(tǒng)架構，元組都以其獨特的方式發(fā)揮著關鍵的作用。二、元組特點及適用場景（一）元組特點

元組屬于不可變有序序列，具有不可變性、有序性的特點。

與字符串相似，元組具有不可變性。元組像是戴了“枷鎖”的列表，只可以被訪問，不能被修改。一旦元組被創(chuàng)建，其中元素將無法再被增刪和修改，從而保證數(shù)據的完整性和安全性。

元組元素按照定義的順序存儲，可以通過索引訪問。元組可將多個元素項組合成一個邏輯單元。一個元組可以包括不同類型的元素，如整數(shù)、浮點數(shù)、字符串、元組等，具有很強的靈活性。

相比列表，元組在內存占用和性能上有一定優(yōu)勢，特別是在不需要甚至不準頻繁修改數(shù)據的情況下。（二）適用場景

對于要求只做序列化方式讀取而需防止被篡改的固定數(shù)據和常量集合來講，元組是一個很好的選擇。Python函數(shù)在返回多項結果時，可將數(shù)據以元組方式封裝，防止數(shù)據被修改，方便調用者一次性接收、處理和傳遞給其他函數(shù)或模塊，實現(xiàn)有效的保護數(shù)據。因元組是不可變序列，還常用作字典的鍵，具體將在字典章節(jié)中介紹。元組創(chuàng)建及訪問03一、元組創(chuàng)建Python中提供了多種創(chuàng)建元組的方法。元組除了擁有不可改變的顯著特征之外，在表示方式上也與列表有明顯的區(qū)別：列表用中括號，而元組用小括號。使用“=”直接賦值創(chuàng)建是其中一種方式，可以直接使用“=”將一個元組常量賦值給變量來創(chuàng)建元組對象，語法為元組變量=(元組元素1,元組元素2,...,元組元素n)創(chuàng)建多元素元組時，如果創(chuàng)建的元組所包含的元素數(shù)量超過1，最后一個元素后面的逗號可以省略，例如語句 t1=(1,2,3,'小@','機器人',12.6)創(chuàng)建多元素元組時還可以省略圓括號，例如語句 t2=1,2,3,'小@','機器人',12.6”創(chuàng)建單元素元組時，必需在元素后加逗號，否則將導致數(shù)據類型錯誤。一、元組創(chuàng)建正確用法例如語句t4=(1,)創(chuàng)建空元組例如語句t3=()使用tuple()函數(shù)也能創(chuàng)建元組，該函數(shù)可以將其他可迭代對象（如range對象）轉換為元組，例如代碼t5=tuple(range(1,7,2))創(chuàng)建元組(1,3,5)，又如使用列表推導式創(chuàng)建元組包含10以內所有偶數(shù)的平方數(shù)的語句t6=tuple([x**2forxinrange(11)ifx%2==0])二、元組訪問元組的訪問是通過索引值訪問一個或多個(切片)元素，支持正向及反向索引訪問，下標表示方法和列表相同，即與列表有著相同的訪問方式，例如t7=(240101,'計算機網絡專業(yè)','張三','男',15,466.5)print(t7[0],t7[2],t7[5])輸出為240101張三466.5元組常用方法及操作04一、元組常用方法及操作元組支持切片操作，但只能用于訪問元素，不能修改元素，例如t1=tuple(range(1,13,2))print(t1[1:7:2])輸出為(3,7,11)

許多情況下元組可代替列表，但元組的方法比列表少，不支持append()、insert()等修改操作，用del命令能刪除整個元組但不能用刪除元組的元素，例如刪除上例的t1元組的命令為delt1。雖然元組本身元素不可變，但如果元組中某個元素為可變序列，該可變序列的元素是可以修改的，元組保持不變的是對可變序列的引用，例如t3=(0,[1,2],3,4)print(t3[1][0])t3[1][0]='小@’t3[1].extend(range(3))print(t3)輸出結果為1(0,['小@',2,0,1,2],3,4)元組運算操作符同列表一樣，有拼接操作符+、序列重復操作符*、成員關系操作符(in和notin)和關系運算符。一、元組常用方法及操作常用元組方法和處理元組的函數(shù)有多種，元組對象常用方法中，count(value)用于統(tǒng)計元組中某個值出現(xiàn)的次數(shù)，例如(1,2,2,3).count(2)輸出為2

index(value,[start,[end]])用于找出元組中某個值第一個匹配項的索引位置，例如('a','b','c','d').index('b’)輸出為1常用于元組的函數(shù)中，len(tuple)獲取元組的長度，例如len(1,2,3)輸出為3一、元組常用方法及操作max(tuple)獲取元組中的最大值（元素需可比較），例如max((1,3,2))輸出為3；min(tuple)獲取元組中的最小值（元素需可比較），例如min((1,3,2))輸出為1；sum(tuple)計算元組中所有數(shù)字元素的和，例如sum((1,2,3,4))輸出為10；sorted(tuple,key=None,reverse=False)對元組中的元素進行排序，返回新列表，例如sorted((3,1,4,1,5))輸出為[1,1,3,4,5]tuple(iterable)將其他可迭代對象轉換為元組，例如tuple([1,2,3])輸出為(1,2,3)生成器表達式05一、生成器表達概述生成器表達式是創(chuàng)建生成器對象的一種簡潔、高效的方法，其語法類似于列表推導式，但使用圓括號()而不是方括號[]，具體語法形式為(expressionforiteminiterableifcondition)

其中expression是對每個元素進行的操作，item是從可迭代對象iterable中取出的元素，condition（可選）是篩選條件且當其為True時才會生成元素，例如語句(iiforiinrange(21)ifi%2!=0)定義生成器表達式，建立一個包含20以內所有奇數(shù)的平方數(shù)的元組。二、生成器對象生成器表達式是一種特殊的迭代器，返回生成器對象，生成器對象不能直接使用，要將生成器對象轉化為列表或元組后才能使用，例如使用生成器表達式輸出20以內的奇數(shù)的平方t=list(iiforiinrange(21)ifi%2!=0)t1=tuple(t)t2=list(t)print(t1)print(t2)輸出結果為(1,9,25,49,81,121,169,225,289,361)

[1,9,25,49,81,121,169,225,289,361]二、生成器對象和列表推導式類似，生成器對象也是有序序列，其遍歷方法是用next()函數(shù)或者循環(huán)語句，注意當?shù)谝淮伪闅v后如再次訪問，需重新創(chuàng)建生成器對象，例如使用生成器對象依次輸出10以內的奇數(shù)，#next()方法gen=(iforiinrange(10)ifi%2!=0)print(next(gen))print(next(gen))二、生成器對象#for循環(huán)foritemingen:print(item)生成器表達式與列表推導式在形式上和用法上都很相似，不同之處主要有：寫法上生成器表達式使用圓括號，而列表推導式使用方括號；結果上生成器表達式生成一個生成器對象，列表推導式生成一個列表；操作方法上生成器表達式的數(shù)據不一次生成而是在需要時才生成，因此生成器表達式比列表推導式具高效，適合大數(shù)據量的場合。元組實例案列06【案例17-1】使用元組存儲相關的位置以及輸出一、案例描述創(chuàng)建一個元組來表示人形機器人小@的初始位置坐標和方向信息，例如(0,0,'north')，其中前兩個元素表示位置的二維坐標、第三個元素表示方向。本元組是后面巡航定位和確定朝向的前提，為后續(xù)移動和任務執(zhí)行提供基礎。二、案例步驟詳解1.初始化信息使用元組初始位置信息2.存儲并輸出存于元組initial_position并打印輸出三、代碼示例及顯示結果#創(chuàng)建元組表示人形機器人小@的初始位置坐標和方向信息x=input('請輸入小@的初始位置的x坐標：')y=input('請輸入小@的初始位置的y坐標：')direction=input('請輸入小@的初始位置的方向：')initial_position=(x,y,direction)#打印元組print("人形機器人小@的初始位置坐標和方向信息:",initial_position)案例輸出：【案例17-2】使用元組進行數(shù)據的分析一、案例描述將溫度傳感器和濕度傳感器采集的數(shù)據合并，組成一個包含多種信息的新元組，實現(xiàn)環(huán)境溫濕度情況的同時分析，統(tǒng)計某項指標中特定值的出現(xiàn)次數(shù)，如統(tǒng)計小@在執(zhí)行在執(zhí)行一批任務過程中向各個方向移動的次數(shù)、統(tǒng)計分析小@的運動模式和工作情況。這些功能都可優(yōu)化任務調度和路徑規(guī)劃提供依據。二、案例步驟詳解1.初始化元組使用元組初始化各項數(shù)據2.合并元組使用相關操作合并元組3.分析數(shù)據統(tǒng)計相關數(shù)據，得到分析結果三、代碼示例及顯示結果#溫度傳感器數(shù)據temperature_data=(22.5,23.0,22.8,23.0,22.7,23.1,23.8,23.0,22.8)#濕度傳感器數(shù)據humidity_data=(45,47,46,48,47)#合并兩個元組combined_data=temperature_data+humidity_data#打印合并后的元組print("合并后的溫濕度數(shù)據:",combined_data)#統(tǒng)計溫度23.0出現(xiàn)的次數(shù)count_23_0=temperature_data.count(23.0)#打印統(tǒng)計結果print("溫度23.0出現(xiàn)的次數(shù):",count_23_0)案例輸出：任務測試與總結07一、選擇題1．以下關于元組的說法正確的是（）A．元組是可變的，可以隨意修改其中的元素

B．元組使用方括號[]來定義C.元組是不可變的序列類型

D．元組中的元素必須是相同類型的數(shù)據2．有元組t=(1,2,3)，如何訪問其中的元素2？（）A．T(1) B．t(2) C．t[1] D．t[2]3．在以下代碼的輸出是什么？

t1=(1,2,3);t2=(4,5,6);t3=t1+t2;print(t3)A．(1,2,3） B．(4,5,6) C．(1,2,3,4,5,6） D．空集4．以下創(chuàng)建元組的方式正確的是（）A．t=1,2,3 B．t=[1,2,3] C．t={1,2,3} D．t=‘1,2,3’5．若有元組t=(1,2,[3,4])，以下說法正確的是

（）A．整個元組是不可變的，包括其中的列表

B．無法訪問其中列表的元素C．元組不可變，但其中的列表元素是可變的

D．元組的訪問不受限制一、選擇題6．在Python中，元組使用什么符號來定義（）A．[] B．() C．{} D．‘’7．如何獲取元組中的某個元素（）A．使用切片操作，如tp1[2] B．使用get方法，如tp1.get(2)C．直接使用元素的位置，如tp1(2) D．以上都不對8．有一個元組t=(1,2,3,4,5)，想要獲取從第二個元素到第四個元素的子元組，應該怎么做（）A．t[1:4] B．t.slice(1,4) C．t.substring(1,4） D．t.get_subtuple(1,4)9．以下哪種數(shù)據類型與元組最相似，但又是可變的？A．字符串 B．列表 C．集合 D．字典10．元組和列表在性能上有什么主要區(qū)別？（）A．元組的創(chuàng)建速度更快，因其是不可變的

B．列表的查找速度更快C．元組占用的內存更少

D．以上A和C都正確一、選擇題11．在Python中，為什么經常使用元組來返回多個值？（）A．因為元組是不可變的，所以更安全

B．元組占用的內存更少C．元組可以方便地解包賦值給多個變量

D．所有以上原因12．以下哪個選項可以正確創(chuàng)建一個包含三個元素的元組？（）A．tp1={1,2,3} B．tp1=[1,2,3] C．tp1=(1,2,3） D．tp1=1,2,3，13．已知tp1=(1,2,3,4,5)，以下哪個操作會導致錯誤（）A．tp1=[] B．new_tuple=tp1+(6,7,8)C．print(tp1[1:3]） D．deltp1[2]14．已知tuple1=('a','b','c','d')，執(zhí)行a,b,*c=tuple1后，變量c的值？（）A．('c','d'） B．['c','d'] C．('c'） D．('d’)15．以下哪個選項不能獲取tuple1=(10,20,30,40,50)所有元素的和?（）A．sum(tp1） B．tp1．sum()C．total=0;foriintp1:total