Python 元组(Tuple):高效且不可变的数据结构
在 Python 中，元组（tuple）是一种不可变（immutable）的序列类型，适用于存储不希望被修改的数据。相比于列表（list），元组占用更少的内存，且访问速度更快（faster access speed），因此在数据量较大、要求稳定性的场景（scenarios requiring stability）下，元组是一个不错的选择。
1 元组的创建（Tuple Creation）
元组可以使用圆括号（parentheses）创建，也可以直接用逗号（,）分隔多个值：
# 使用括号创建元组
t1 = (1, 2, 3, 4)
# 省略括号，直接用逗号
t2 = 5, 6, 7
# 创建单个元素的元组（注意逗号，否则会变成普通数据类型）
t3 = (10,)
t4 = 10 # 这不是元组，而是整数
# 使用 tuple() 构造函数
t5 = tuple([1, 2, 3]) # 将列表转换为元组
t6 = tuple("hello") # 字符串拆分成元组注意： 如果元组中只有一个元素，必须加一个逗号（comma），否则 Python 认为它是普通变量。
2 元组的访问（Tuple Access）
元组支持索引（indexing）和切片（slicing），类似于列表（list）。
t = (10, 20, 30, 40, 50)
# 通过索引获取元素（Indexing）
print(t[0]) # 输出：10
print(t[-1]) # 输出：50（倒数第一个元素）
# 通过切片获取部分元素（Slicing）
print(t[1:3]) # 输出：(20, 30)
print(t[:3]) # 输出：(10, 20, 30)
print(t[::2]) # 输出：(10, 30, 50) # 步长为2索引超出范围（out of range）会报错，而列表切片不会。
3 元组的不可变性（Immutability）
元组的最大特点是不可变（immutable），即创建后无法修改。
t = (1, 2, 3)
# 尝试修改元组中的元素（会报错）
t[0] = 100 # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment但如果元组中的可变对象（mutable object）被修改，整个元组仍然保持不变。
t = ([1, 2], [3, 4]) # 元组中的元素是列表（可变）
t[0].append(99)
print(t) # 输出：([1, 2, 99], [3, 4]) 元组不可变，但内部的可变对象仍然可以更改！
4 元组的解包（Tuple Unpacking）
元组支持解包（unpacking），可以将元组中的元素赋值给多个变量。
# 直接解包
a, b, c = (1, 2, 3)
print(a, b, c) # 输出：1 2 3
# 交换变量
x, y = 5, 10
x, y = y, x
print(x, y) # 输出：10 5
# 使用 * 号收集多余元素
first, *middle, last = (10, 20, 30, 40)
print(first, middle, last) # 输出：10 [20, 30] 40注意： 操作符可以收集多个元素，返回一个列表。
5 元组 vs. 列表（Tuple vs. List）
特性 | 元组（Tuple） | 列表（List） |
是否可变（Mutable） | 不可变 | 可变 |
访问速度（Speed） | 快 | 略慢 |
内存占用（Memory） | 小 | 略大 |
适用场景（Usage） | 数据固定、不变的情况 | 数据需要修改的情况 |
如果数据不会变动，建议使用元组（tuple），否则使用列表（list）。
6 常见操作（Common Operations）
Python 提供了一些常用的方法来操作元组：
t = (10, 20, 30, 40, 20)
# 统计元素个数
print(t.count(20)) # 输出：2
# 获取元素索引
print(t.index(30)) # 输出：2
# 判断元素是否在元组中
print(50 in t) # 输出：False元组方法很少，主要提供 count() 和 index()，不像列表那样丰富。
7 什么时候用元组？（When to Use Tuple?）
数据不会改变时：如数据库查询结果、配置项（configuration）、地理坐标（coordinates）等。
作为字典的键（Keys in Dictionary）：因为元组是哈希化（hashable）的，而列表不能作为字典的键。
data = {(35.6895, 139.6917): "Tokyo", (40.7128, -74.0060): "New York"}
print(data[(35.6895, 139.6917)]) # 输出：Tokyo提高性能（Performance Optimization）：元组比列表更快，占用更少的内存。
import sys
a = (1, 2, 3)
b = [1, 2, 3]
print(sys.getsizeof(a), sys.getsizeof(b)) # 元组占用更少的内存总结（Summary）
- 元组是不可变的（Immutable），比列表更快，占用更少内存。
- 支持索引（index）、切片（slicing）、解包（unpacking）。
- 可作为字典的键（Keys in Dict），适用于不变的数据。
- 元组的方法较少，主要有 count() 和 index()。
- 数据不会变动时，推荐使用元组（Tuple）。
这样，你学会 Python 元组了吗？