4.2 Tuple（元組）

Tuple又叫元組，是一個線性結構，它的表達形式是這樣的：

即用一個圓括號括起來的一串對象就可以創建一個Tuple，之所以說它是一個線性結構是因為在元組中元素是有序的，比如我們可以這樣去訪問它的內容：

這段代碼會輸出：

這里可以看到，我們通過“[]”運算符直接訪問了Tuple的內容，這個運算符在上一章已經見過了，但是沒有深入講解。這里先詳細學習切片操作符，因為它是一個非常常用的運算符，尤其在Tuple和List中應用廣泛。

4.2.1 切片

1.背景

切片操作符和C/C++的下標運算符非常像，但是在C/C++中，“[]”只能用來取出指定下標的元素，所以它在C/C++中叫作下標運算符。

在Python中，這個功能被極大地擴展了——它不但能取一個元素，還能取一串元素，甚至還能隔著取、倒著取、反向取等。由于取一串元素的操作更像是在切片，所以我們稱它為切片操作符。

靈活使用切片操作符，往往可以大大簡化代碼，這也是Python提供的便利之一。

2.取一個元素

如果有一個Tuple，并且我們想取出其中一個元素，可以使用具有一個參數的下標運算符：

絕大部分編程語言下標都是從0開始的，也就是說在Python中對于一個有n個元素的Tuple，自然數下標的范圍是0～n-1。

所以這里會輸出tuple1中下標為2的第3個元素：

這是切片操作符最簡單的形式，它只接收一個參數就是元素的下標，也就是上面例子里的2。

特別地，Python支持負數下標表示從結尾倒著取元素，比如如果想取出最后一個元素：

但是要注意的是負數下標是從-1開始的，所以對于一個含有n個元素的Tuple，它的負數下標范圍為-1～-n，因此這里得到的是下標為4的最后一個元素，輸出為：

如果我們取了一個超出范圍的元素：

那么Python解釋器會拋出一個IndexError異常：

這個異常的詳細信息是下標超出了范圍。如果遇到這種情況，需要檢查一下代碼是不是訪問了不存在的下標。

3.取連續的元素

先看一個例子：

這段代碼會輸出：

我們會發現結果仍然是一個Tuple，由第1個到第4個元素之間的元素構成，其中包含第1個元素，但是不包含第4個元素。

這種切片操作接收兩個參數，開始下標和結束下標，中間用分號隔開，也就是上面例子中的0和3，但是要注意的是元素下標區間是左閉右開的。如果對之前講循環時候的range還有印象的話，可以發現它們的區間都是左閉右開的，這是Python中的一個規律。

特殊地，如果從第0個元素開始取，或者要一直取到最后一個，我們可以省略相應的參數，比如：

第一句表示從第1個元素取到第3個元素，第二句表示從第4個元素取到最后一個元素，所以輸出為：

同樣地，這里也可以使用負下標，比如：

表示從第1個元素取到倒數第2個元素，所以輸出為：

4.以固定間隔取連續的元素

上述取連續元素的操作其實還可以進一步豐富，比如下面這個例子：

這段代碼會輸出：

這里表示的含義就是從第2個元素取到第5個元素，每2個取第1個元素。于是我們取出了第2個和第4個元素。這也是切片操作符的完整形式，即[開始：結束：間隔]，例如上面的[1:4:2]。

特殊地，這個間隔可以是負數，表示反向間隔，例如：

這句代碼會輸出：

可以看出就是翻轉了整個Tuple。

4.2.2 修改

這里說的“修改”并不是原位的修改，因為Tuple的元素一旦指定就不可再修改，而是通過創建一個新的Tuple來實現修改，比如下面這個例子：

這段代碼會輸出：

可以看到我們通過創建tuple3和tuple4，“修改”了tuple1和tuple2。

同時要注意的是，之前在講字符串的時候提到的加法和乘法對Tuple的操作也是類似的，效果分別是兩個Tuple元素合并為一個新的Tuple和重復自身元素返回一個新的Tuple。

4.2.3 遍歷

遍歷有兩種方法：

這段代碼會輸出：

這里，在print函數中加了一個使結束符為空的參數，這個用法會在下一章函數中講到，這里只要知道這樣會使print不再自動換行就可以了。

我們可以通過一個for循環或者while循環直接順序訪問元組的內容。顯然for循環不僅可讀性高而且更加簡單，在大多數情況下應該優先采用for循環。

另外值得一提的是，之所以Tuple可以這樣用for遍歷是因為Tuple包括后面馬上要提到的List和Dict對象本身是可迭代的對象，這個概念之后會細講，這里只要學會for循環的用法就可以了。

4.2.4 查找

在Tuple中查找元素可以用in，比如：

這段代碼會輸出：

in是一個使用廣泛的用于判斷包含的運算符，類似地還有not in。in的作用就是判斷特定元素是否在某個對象中，如果包含就返回True，否則返回False。

4.2.5 內置函數

此外有一些內置函數可以作用于Tuple上，比如：

從上到下分別是求tuple1的長度、tuple1中最大的元素、tuple2中最小的元素。

這些函數對接下來即將講到的List和Dict也有類似的作用。