为什么我们需要在Python（或任何不可变数据类型）中使用元组？

Question

我已经阅读了一些python教程（其中一个是关于python的），以及python.org上的语言参考资料——我不明白为什么该语言需要元组。

元组与列表或集合相比没有任何方法，如果必须将元组转换为集合或列表才能对它们进行排序，那么首先使用元组有什么意义？

不变性？

为什么有人关心变量是否位于内存中与最初分配时不同的位置？Python中的整个不可变业务似乎被过分强调了。

在C/C++中，如果我分配一个指针并指向某个有效的内存，我不关心地址在哪里，只要它在使用之前不是空的。

每当我引用那个变量时，我不需要知道指针是否仍然指向原始地址。我只是检查空值并使用它（或不使用）。

在Python中，当我分配一个字符串（或元组）时，将它分配给x，然后修改字符串，为什么我要关心它是否是原始对象？只要变量指向我的数据，这就是最重要的。

>>> x='hello'
>>> id(x)
1234567
>>> x='good bye'
>>> id(x)
5432167

x仍然引用我想要的数据，为什么有人需要关心它的id是相同还是不同？

Answer 1

if I must convert a tuple to a set or list to be able to sort them, what's the point of using a tuple in the first place?

在这种情况下，可能没有一点意义。这不是问题，因为这不是考虑使用元组的情况之一。

正如您所指出的，元组是不可变的。不可变类型的原因适用于元组：

• 复制效率：与复制不可变对象不同，您可以对其进行别名（将变量绑定到引用）
• 比较效率：使用按引用复制时，可以通过比较位置而不是内容来比较两个变量
• 实习：您最多需要存储任何不可变值的一个副本
• 不需要同步对并发代码中不可变对象的访问
• 常量正确性：不应允许更改某些值。这（对我来说）是不可变类型的主要原因。

请注意，特定的Python实现可能没有使用上述所有特性。

字典键必须是不可变的，否则更改键对象的属性可能会使底层数据结构的不变量失效。因此元组可以潜在地用作键。这是常量正确性的结果。

另请参见Dive Into Python中的“Introducing tuples”。

Answer 2

1. 不可变对象可以实现实质性的优化；这大概就是为什么字符串在Java中也是不可变的，它是与Python完全独立但几乎同时开发的，而且几乎所有的东西在真正的函数式语言中都是不可变的。

2. 特别是在Python中，只有不可变的可以散列（因此，集合的成员或字典中的键）。同样，这也提供了优化，但远远不止是“实质性的”（设计一个像样的哈希表来存储完全可变的对象是一场噩梦——要么你在对所有对象进行哈希运算时立即对其进行复制，要么就是检查对象的哈希自上次引用后是否发生了更改，这是一场噩梦。

优化问题示例：

$ python -mtimeit '["fee", "fie", "fo", "fum"]'
1000000 loops, best of 3: 0.432 usec per loop
$ python -mtimeit '("fee", "fie", "fo", "fum")'
10000000 loops, best of 3: 0.0563 usec per loop

Answer 3

上面的答案都没有指出元组vs列表的真正问题，Python的许多新手似乎并不完全理解这个问题。

元组和列表有不同的用途。列表存储同质数据。你可以也应该有这样的清单：

["Bob", "Joe", "John", "Sam"]

之所以正确使用列表，是因为这些都是相同类型的数据，特别是人名。但请看这样的清单：

["Billy", "Bob", "Joe", 42]

名单上有一个人的全名和年龄。这不是一种数据类型。存储该信息的正确方法是在元组或对象中。假设我们有几个：

[("Billy", "Bob", "Joe", 42), ("Robert", "", "Smith", 31)]

元组和列表的不变性和可变性并不是主要区别。列表是同类项目的列表：文件、名称、对象。元组是一组不同类型的对象。它们有不同的用途，许多Python编码人员滥用列表来说明元组的用途。

请不要

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编辑：

我想这篇博文解释了为什么我认为这比我做的更好：http://news.e-scribe.com/397