第九章、元组、文件和其他

元组

元组由简单的对象组构成。元组与列表非常类似，只不过元组不能在原处修改（它们是不可变的），并且通常写成圆括号（而不是方括号）中的一系列项。

①、任意对象的有序集合：

与字符串和列表类似，元组是一个位置有序的对象的集合（也就是其内容维持从左到右的顺序）。与列表相同，可以嵌入到任何类别的对象中。

②、通过偏移存取：

同字符串、列表一样，在元组中的元素通过偏移（而不是键）来访问。

③、属于不可变序列类型：

类似于字符串，元组是不可变的，它们不支持应用在列表中任何原处修改操作。与字符串和列表类似，元组是序列，它们支持许多通用的操作。

④、固定长度、异构、任意嵌套：

因为元组是不可变的，在不生成一个拷贝的情况下不能增长或缩短。另一方面，元组可以包含其他的复合对象（例如，列表，字典和其他元组等），因此支持嵌套。

⑤、对象引用的数组：

与列表相似，元组最好看做是对象引用的数组。元组存储指向其他对象的存取点（引用），并且对元组进行索引操作的速度相对较快。

1、实际应用中的元组：

①、元组的特殊语法：逗号和圆括号：

如果圆括号里的单一对象是元组对象而不是一个简单的表达式，需要对Python进行特别说明。如果确实想得到一个元组，只要在这一个单个元素之后，关闭圆括号之前加一个逗号就可以了。

在不会引起语法冲突的情况下，Python允许忽略元组的圆括号。

②、转换、方法以及不可变性：

除了常量语法不同以外，元组的操作和字符串及列表是一致的。值得注意的区别在于“+”、“*”以及分片操作应用于元组时将返回新元组，并且元组不提供字符串、列表和字典中的方法。

列表解析也可用于元组的转换。

尽管元组的方法与列表和字符串不同，它们在Python2.6和Python3.0中确实由两个自己的方法——index和count就像对列表一样工作，但是，它们也针对元组对象定义了。

2、为什么有了列表还要元组：

元组的不可变性提供了某种完整性。

文件

文件这个主要内置对象类型提供了一种可以存取Python程序内部文件的方法。

简而言之，内置open函数会创建一个Python文件对象，可以作为计算机上的一个文件链接。在调用open之后，你可以通过调用返回文件对象的方法来读写相关外部文件。

1、打开文件：

为了打开一个文件，程序会调用内置open函数，首先是外部名，接着是处理模式。模式典型地用字符串'r'代表为输入打开文件（默认值），'w'代表为输出生成并打开文件，'a'代表为在文件尾部追加内容而打开文件。

①、处理模式参数也可以指定为其他选项：

在模式字符串尾部加上b可以进行二进制数据处理（行末转换和Python3.0 Unicode编码被关闭了）。

加上“+”意味着同时为输入和输出打开文件（也就是说，我们可以对相同文件对象进行读写，往往与对文件中的修改的查找操作配合使用）。

2、使用文件：

一旦存在一个文件对象，就可以调用其它方法来读写相关的外部文件。

①、文件迭代器是最好的读取行工具：

现在从文本文件读取文字行的最佳方式是根本不要读取该文件。

②、内容是字符串，不是对象：

注意从文件读取的数据回到脚本时是一个字符串。

③、close是通常的选项：

调用文件close方法将会终止对外部文件的链接。

④、文件是缓冲的并且是可查找的：

默认情况下，输出文件总是缓冲的，这意味着写入的文本可能不会立即自动从内存转换到硬盘——关闭一个文件，或者运行其flush方法，迫使缓存的数据进入硬盘。可以用额外的open参数来避免缓存，但是，这可能会影响性能。

3、实际应用中的文件：

①、Python3.0中的文本和二进制文件：

文本文件把内容表示为常规的str字符串，自动执行Unicode编码和解码，并且默认执行末行转换。

二进制文件把内容表示为一个特殊的bytes字符串类型，并且允许程序不修改地访问文件内容。

②、在文件中存储并解析Python对象：

需要注意的是，我们必须使用转换工具把对象转成字符串。

字符串rstrip方法去掉多余的行终止符。

字符串split方法，从某个自定义的分隔符的地方将整行断开，得到的结果就是一个子字符串列表。

内置函数eval能够把字符串当作可执行程序代码（从技术上来讲，就是一个含有Python表达式的字符串）。

③、用pickle存储Python的原生元素：

pickle模块是能够让我们直接在文件中存储几乎任何Python对象的高级工具，也并不要求我们把字符串转换来转换去。它就像是超级通用的数据格式化和解析工具。

④、文件中打包二进制数据的存储与解析：

有些高级应用程序也需要处理打包的二进制数据，这些数据可能是C语言程序生成的。Python的标准库中包含一个能够在这一范围起作用的工具：struct模块能够构造并解析打包的二进制数据。

⑤、文件上下文管理器：

4、其他文件工具：

seek函数能够复位你在文件中的当前位置（下次读写将应用在该文指），flush能够强制性地将缓存输出写入磁盘（文件总默认进行缓存）等。

需要注意的是，虽然open函数及其返回的文件对象是Python脚本中通向外部文件的主要接口，Python工具集中还有其他类似的文件工具，还有其他可用的，例如：

①、标准流：

在sys模块中预先打开的文件对象，例如sys.stdout。

②、os模块中的描述文件：

处理整数文件，支持诸如文件锁定之类的较低级工具。

③、sockets、pipes和FIFO文件：

文件类对象，用于同步进程或者通过网络进行通信。

④、通过键来存取的文件：

通过键直接存储的不变的Python对象。

⑤、Shell命令流：

像os.popen和subprocess.Popen这样的工具，支持产生Shell命令，并读取和写入到标准流。

重访类型分类

①、对象根据分类类共享操作：例如，字符串、列表和元组都共享诸如合并、长度和索引等序列操作。

②、只有可变对象（列表、字典和集合）可以原处修改；我们不能原处修改数字、字符串或元组。

③、文件导出唯一的方法，因此可变性并不真的适用于它们——当处理文件的时候，它们的状态可能会修改，但是，这与Python的核心类型可比性限制不完全相同。

④、“数字”包含了所有数字类型：整数、浮点数、复数、小数和分数。

⑤、字符串包括str，以及Python3.0中的bytes和Python2.6中的unicode；Python3.0中的bytearray字符串类型是可变的。

⑥、集合类似于一个无值的字典的键，但是它们不能映射为值，并且没有顺序；因此，集合不是一个映射类型或者一个序列类型，frozenset是集合的一个不可变的版本。

对象灵活性

①、列表、字典和元组可以包含任何种类的对象。

②、列表、字典和元组可以任意嵌套。

③、列表和字典可以动态地扩大和缩小。

引用VS拷贝

引用是其他语言中指针的更高级模拟。

如果你的确需要拷贝，那么可以明确要求：

①、没有限制条件的分片表达式（L[:]）能够复制序列。

②、字典copy方法（X.copy()）能够复制字典。

③、有些内置函数（例如，list）能够生成拷贝（list(L)）。

④、copy标准库模块能够生成完整的拷贝。

拷贝需要注意的是：无条件值的分片以及字典copy方法只能做顶层复制。也就是说，不能够复制嵌套的数据结构。如果你需要一个深层嵌套的数据结构的完整的、完全独立的拷贝，那么就要使用标准的copy模块——包括import copy语句，并编辑X=copy.deepcopy(Y)对任意嵌套对象Y做完整的复制。

比较、相等性和真值

所有的Python对象也可以支持比较操作——测试相等性、相对大小等。

有两种方法可以测试相等性：

①、“==”操作符测试值的相等性。

②、“is”表达式测试对象的一致性。

Python中不同的类型的比较方法：

①、数字通过相对大小进行比较。

②、字符串是按照字典顺序，一个字符接一个字符地对比进行比较。

③、列表和元组从左到右对每部分的内容进行比较。

④、字典通过排序之后的（键，值）列表进行比较。

⑤、数字混合类型比较（例如，1<'spam'）在Python3.0中是错误的。

1、Python3.0的字典比较：

Python3.0中的比较的替代方法，要么编写循环来根据键比较值，要么手动比较排序的键/值列表——items字典方法的和内置的sorted足够了。

2、Python中真和假的含义：

①、数字如果非零，则为真。
②、其他对象如果非空，则为真。

③、Python还有一个特殊对象：None，总被认为是假。

④、bool类型：

            Ⅰ、当明确地用在真值测试时，True和False这些文字就变成了1和0，但它们使得程序员的意图更明确。

            Ⅱ、交互模式下运行的布尔测试的结果打印成True和False的字样，而不是1和0，以使得程序的结果更明确。

Python还提供了一个内置函数bool，它可以用来测试一个对象的布尔值。

3、Python的类型层次：

Python系统中的任何东西都是对象类型，而且可以由Python程序来处理。

4、Type对象：

即使是类型本身在Python中也是对象类型。

对内置函数type(X)能够返回对象X的类型对象。

Python中的其他类型

1、内置类型陷阱：

2、赋值生成引用，而不是拷贝：

3、重复能够增加层次深度：

4、留意循环数据结构：

5、不可变类型不可以在原处修改：

本章小结

我们在这一章学习了两种主要核心的对象类型：元组和文件。我们看到，元组支持所有一般的序列操作，但它们没有方法，因为是不可变的而不能进行任何在原处的修改。我们也看到，文件是内置open函数返回的并且提供读写数据的方法。我们探讨为了存储到文件当中，如何让Python对象来回转换字符串，而我们也了解了pickle和struct模块的高级角色（对象序列化和二进制数据）。最后，我们复习了一些所有对象类型共有的特性（例如，共享引用），讨论对象领域内常见的错误（“陷阱”）而完成这一章的内容。