Python中的named tuples是什么？

当我们在Python编程中使用元组时，通常要用索引来访问每个元素。但是，对于大型元组，使用索引会导致代码的可读性变差和易错。这是Python中的“named tuples”变得非常有用，它允许我们为元组中的每个元素指定名称。

什么是“named tuples”？

“named tuples”是一个Python内置的数据类型模块collections中的一个类。它是一个元组子类，它让你按名称而不是索引来访问元组中的元素，这样我们可以在编写和使用代码时更容易理解。

如何定义“named tuples”？

使用命名元组类工厂函数，nametuple()来创建一个命名元组类。命名元组类由类名和字段名组成，类名用于给类型命名，而字段名用于指定每个字段。

以下是一个创建命名元组的示例代码。

from collections import namedtuple

# 创建一个新的Point2D类，该类具有两个命名字段，x和y。
Point2D = namedtuple('Point2D', ['x', 'y'])

现在该类可以像普通的Python类一样将其实例化。然而，这里的元素可以通过属性名_x和_y而不是索引访问。

# 创建Point2D实例
p1 = Point2D(1, 2)

# 通过属性名来访问元素
print(p1.x) # 输出1
print(p1.y) # 输出2

如果我们想要为Point2D类在创建实例时指定所有参数，则需要使用* args。

# Python 3.7
p2 = Point2D(*[1,2])

如何使用“named tuples”？

命名元组可以用于任何需要元组的地方，并可以像有序元组一样进行索引。除此之外，还可以通过字段名称来访问元素值，这使得代码变得更加易于理解。

p3 = Point2D(x=3, y=4)
print(p3[0]) # 输出3
print(p3.x) # 输出3
print(p3[1]) # 输出4
print(p3.y) # 输出4

在实际应用中，命名元组类可以更好地描述和记录具有多个属性的对象。这意味着它们可以安全地用作字典键，并且可以方便地进行比较和排序操作。

# 返回一个符合人类直觉顺序的坐标点对象列表
coordinates = [Point2D(3, 4), Point2D(2, 3), Point2D(1, 2)]
coordinates_sorted = sorted(coordinates)

print(coordinates_sorted)  # 输出[Point2D(x=1, y=2), Point2D(x=2, y=3), Point2D(x=3, y=4)]

另一个有用的特性是使命名元组与数据文件更兼容。此外，命名元组也可以用作程序中的返回类型。

def calculate_dimensions(x, y):
    """从给定的x和y计算对角线长度和面积"""
    Diagonal = ((x ** 2) + (y ** 2)) ** 0.5
    Area = x * y

    # 返回一个命名元组，其中包含计算的对角线长度和区域值
    Dimensions = namedtuple('Dimensions', ['Diagonal', 'Area'])

    # 实例化并返回命名元组
    return Dimensions(Diagonal, Area)

# 调用函数并访问返回命名元组的字段
dimensions = calculate_dimensions(3, 4)
print(dimensions.Diagonal) # 输出5.0
print(dimensions.Area) # 输出12