[Python 筆記] 新手指南：使用元組管理地理資訊數據

Hi guys! How are you doing? 沒想到已經是第四天了，今天我和我的論文指導教授 Meeting，會後花了一整天思考實驗的設計以及修改論文，直到現在才有空。今天我們一樣繼續分享我的 Python 筆記。

Introduction

這次的主題最後一種資料結構——Tuple（元組）。元組有兩個主要特點：有順序（Ordered）和 不可變（Immutable），這意味著元組一旦創建，其內容就無法再被修改。元組的數據會使用小括號 () 包起來，看起來簡潔又直觀。

優點:

• 確保資料完整性（Data Integrity）： 由於元組是不可變的，其內容一旦定義便無法被修改、添加或刪除，因此非常適合儲存需要保持穩定、不易被意外更動的數據。例如，用於配置設定（configuration settings）或存儲固定不變的資料，如地理座標等。
• 效能高： 元組因其不可變性（immutability），在訪問和處理速度上比列表（list）更快。
• 可哈希（Hashable）： 元組可以作為字典的鍵（key），前提是元組中的所有元素都必須是可哈希的（hashable）。 [備註: 這個部分下面的 Code 會解釋]

Coding Example

今天的教學我們一樣以旅遊地點為主題進行練習。首先，讓我們先來看看資料的長相。

# 宣告變數
new_york_location = (40.7128, -74.0060)
los_angeles_location = (34.0522, -118.2437)關於前面提到的不可變性，讀者可以嘗試執行下面這段簡單的代碼。你會收到一個 TypeError，提示元組不支持項目分配 (item assignment) 。

關於前面提到的不可變性，讀者可以嘗試執行下面這段簡單的代碼。你會收到一個 TypeError，提示元組不支持項目分配 (item assignment) 。

new_york_location[0] = 123 # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

1. 讀取 - 索引與切片 (Indexing and Slicing) - 元素是有序的，因此可以使用索引或切片操作來訪問特定元素

# 假設我想知道紐約的經度和洛杉磯的緯度
new_york_location[0]  # output: 40.7128
los_angeles_location[1]  # output: -118.2437

# 現在元組內只有兩個元素，沒有使用切片的必要，但當元素增加時，切片是很實用的技巧
new_york_location[0:2]

2. 解包 (Unpacking) - 元組支持解包操作，可以將元組中的元素分別指定給多個變數。

new_york_long, new_york_lat = new_york_location
print(new_york_long, new_york_lat)  # output: 40.7128 -74.006

3. 元組作為字典的鍵（key）：假設你今天想要建立一個字典，其中鍵是地點的經緯度，值是經緯度對應到的國家或城市...我們可以這樣做。

locations = { 
		(40.7128, -74.0060): "New York", 
		(34.0522, -118.2437): "Los Angeles" 
}

print(locations[(40.7128, -74.0060)])  # output: New York

關於元組的教學相對較簡單，主要是因為元組的函式較少。不過在這個教學的最後，我準備了一個 Coding 題目，以及兩個觀念題。邀請各位讀者一起練習，希望大家能夠透過這些練習，進一步加深對元組的理解和應用。

Coding Question

1. 假設你有一個元組 city_info，其中包含城市的名稱、人口數量和面積。現在你想從這個元組中獲取城市的名稱和面積。
2. 1. 定義一個元組 city_info，其中包括城市名稱、人口數量和面積。
   2. 使用索引或切片來訪問這個元組中的城市名稱和面積，並將它們分別儲存到兩個變數中。
   3. 最後，印出這兩個變數的值。

Concept Question

1. 你是否能說出元組的特性以及優點？
2. 你是否能舉例什麼樣的資料適合使用元組儲存？

Conclusion

今天的 Tuple（元組）教學就到這裡啦！希望大家透過這篇文章對元組有更深入的了解。如果你對文章中提到的操作或應用有任何問題，歡迎在留言區討論，或者分享你用元組解決問題的經驗！也別忘了試試我提供的練習題目喔！祝大家練習順利，我們下次見啦～

Reference

• https://stackoverflow.com/questions/1708510/list-vs-tuple-when-to-use-each
• https://docs.python.org/3/tutorial/datastructures.html#tuples-and-sequences
• https://www.tenlong.com.tw/products/9781491957660