Kun puhumme tietorakenteista, käsite monikko. Tämä termi, jota käytetään laajalti matematiikassa, ohjelmoinnissa ja tietokannassa, on avain ymmärtämään, kuinka nykykielet hallitsevat tietoryhmiä. Tässä artikkelissa aiomme selvittää perusteellisesti, mikä monikko on, sen ominaisuudet ja kuinka niitä käytetään eri ohjelmointikielissä, kuten Python, Visual Basic ja jopa relaatiotietokannat.
Tuple on pohjimmiltaan a järjestetyssä arvosarjassa. Toisin kuin muun tyyppisissä kokoelmissa, kuten luetteloissa, sillä on erityispiirre, joka tekee siitä varsin hyödyllisen tietyissä skenaarioissa: sen muuttumattomuus. Tämä tarkoittaa, että kun monikko on luotu, niitä ei voi muuttaa. Tämä ominaisuus on erityisen tehokas, kun haluamme varmistaa, että tiedot eivät muutu vahingossa tai tarkoituksella. Mutta ennen kuin syventyy sen käyttöön ja ominaisuuksiin, on hyödyllistä ymmärtää sen alkuperä ja syy sen terminologiaan.
Tuplejen alkuperä ja yleistys
Termi monikko johtuu termien matemaattisesta yleistyksestä, kuten duo (kaksi elementtiä), kolminkertainen (kolme elementtiä) ja niin edelleen. Sieltä todettiin, että sekvenssi n elementtejä (n on kokonaisluku) kutsutaan a n-tuple, tapana ryhmitellä lukuja tai tietoja. Tämä nimi laajennettiin sen käyttöön ohjelmoinnissa ja matematiikassa, koska monikot mahdollistavat työskentelyn äärellisen määrän elementtien kanssa säilyttäen niiden järjestystä ja rakennetta.
Matematiikassa tuples Ne voidaan nähdä myös järjestetyistä pareista koostuvana työnä, jossa syötteiden joukko voidaan määrittää eri ryhmittelytasoilla. Tällä tavalla a n-tuple jossa on enemmän kuin kaksi elementtiä, se voidaan esittää järjestettynä parina sen ensimmäisestä merkinnästä ja alijonosta, joka sisältää loput merkinnät. Tämä organisaatioidea on siirretty ohjelmoinnin maailmaan, missä tuples Ne ovat erittäin tehokas ja joustava työkalu.
Tuplesin tärkeimmät ominaisuudet
Las tuples Ne määritellään joukolla ominaisuuksia, jotka tekevät niistä ainutlaatuisia muihin tietorakenteisiin verrattuna:
- Muuttumattomuus: Kun monikko on luotu, sitä ei voi muokata. Tämä tarkoittaa, että emme voi määrittää arvoa uudelleen tietylle asemalle monikossa. Jos esimerkiksi monikko sisältää arvon 3 ensimmäisessä elementissään, se säilyttää tämän arvon koko elinkaarensa ajan.
- järjestys: Lukion elementit tallennetaan tietyssä järjestyksessä. Toisin kuin monet muut kokoelmat, kuten joukot, elementtien syöttöjärjestys ei ole satunnainen. Järjestys on tärkeä ja sitä kunnioitetaan aina, kun olemme vuorovaikutuksessa tuplen kanssa.
- Eri tyypit: Toisin kuin muut tietotyypit, kuten taulukot, monikot voivat sisältää erityyppisiä elementtejä. On täysin hyväksyttävää, että monikko sisältää sekä kokonaislukuja, merkkijonoja että loogisia arvoja.
- Pääsy hakemistojen kautta: Kuten luettelot, monikot sallivat pääsyn yksittäisiin elementteihinsä indeksien kautta. Nämä indeksit alkavat yleensä numerosta 0. Lisäksi koska monikot ovat vertailukelpoinen, on mahdollista tarkistaa niiden väliset suhteet niiden elementtien arvon perusteella.
Nämä ominaisuudet tekevät tuples Ne sopivat ihanteellisesti tilanteisiin, joissa meidän on ryhmiteltävä heterogeeniset tiedot ja varmistettava, että ne eivät vahingossa muutu ohjelman suorituksen aikana. Esimerkiksi monikko olisi sopiva valinta koordinaattien (x, y) tallentamiseen tasoon, koska näitä arvoja ei pitäisi muuttaa määrittelyn jälkeen.
Tupleen käyttö ohjelmointikielissä
Tuples Pythonissa
Pythonissa, tuples Ne ovat erittäin monipuolinen ja laajalti käytetty tietorakenne. Ne määritellään suluissa () ja erottamalla elementit pilkuilla. Pythonin monikoiden erityispiirre on, että niiden muuttumattomuuden lisäksi ne voivat sisältää erityyppisiä elementtejä:
>>> t = (1, 'dos', 3)Tässä esimerkissä meillä on a monikko kolmella elementillä: kokonaisluku, tekstimerkkijono ja toinen kokonaisluku. Jos yritämme muokata jotakin sen elementeistä, kuten määrittää ensimmäisen luvun arvon uudelleen, Python palauttaa virheen:
>>> t[0] = 'uno'Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module>TypeError: 'tuple' object does not support item assignmentMonikoiden muokkaamisen mahdottomuus tekee niistä erittäin hyödyllisiä elementtejä, kun haluamme suojata tietomme vahingossa tapahtuvilta muutoksilta.
Toiminnot monikoiden kanssa Pythonissa
Jotkut toiminnot, joita voimme suorittaa monikoiden kanssa Pythonissa, ovat samanlaisia kuin ne, joita voimme tehdä listoilla:
- Pääsy hakemistojen kautta: Voimme käyttää monikon elementtejä käyttämällä sitä vastaavaa indeksiä. Kuten jo mainittiin, indeksit Pythonissa ne alkavat nollasta.
- Viipalointi tai viipalointi: Menetelmällä on mahdollista poimia osia monikosta viipale. Voimme esimerkiksi saada alijoukon, jonka elementit ovat aiemmin luomamme monikon paikoissa 1 ja 2:
>>> t[1:3]Tuloksena on uusi monikko elementeillä:
('kaksi', 3)
Tuple-manipulaatio: Vaikka monikot ovat muuttumattomia, emmekä voi muuttaa niiden elementtejä suoraan, on mahdollista määrittää monikko uudelle muuttujalle tai yhdistää useita monikkoa uuden luomiseksi. Voimme esimerkiksi lisätä kaksi monikkoa käyttämällä operaattoria +:
>>> t = (1, 2) + (3, 4)>>> t(1, 2, 3, 4)Tuples relaatiotietokantoissa
Tietokantojen alalla a monikko on rivi relaatiotietokantataulukossa. Jokainen taulukon sarake sisältää monikkoon liittyvän arvon.
Esimerkiksi videopelisoittimen taulukossa jokainen rivi voisi edustaa monikkoa, jolla on seuraava rakenne:
(Jugador: 'Luis', Puntuación: 25)
Tässä monikko sisältää kaksi arvoa: pelaajan nimen ja hänen tuloksensa. Tässä yhteydessä monikot ovat erittäin hyödyllisiä, koska ne mahdollistavat erityyppisten tietojen (kuten merkkijonojen ja kokonaislukujen, kuten olemme nähneet) yhdistämisen johdonmukaisella tavalla.
Advanced Tuple esimerkit
Joillakin ohjelmointikielillä, esim Visual Basic, monikot voidaan luoda helposti käyttämällä sulkeita ja pilkuilla eroteltuja arvoja. Lisäksi Visual Basic sallii käyttää nimeltä tuples, jotka antavat meille joustavuuden antaa nimiä jokaiselle monikon elementille.
Esimerkiksi a kaksielementtinen monikko voi olla boolen arvo ja tekstimerkkijono:
Dim holiday = (#07/04/2017#, "Independence Day", True)Tässä tapauksessa on luotu kolmielementtinen monikko, jossa ensimmäinen on päivämäärä, toinen on merkkijono ja kolmas on boolen arvo.
Tuples ja niiden tehokkuus
Toinen huomioitava näkökohta on, että monikot, koska ne ovat muuttumattomia, ovat suhteellisen tehokkaampia ajan ja muistin suhteen kuin listat. Tämä johtuu siitä, että ohjelmointikielen muuttumattomana ei tarvitse hallita sisäistä rakennettaan samalla tavalla kuin muuttuvan listan kanssa. Tästä syystä monikot ovat parempia, kun tarvitaan suurempaa tehokkuutta tai kun tietoja ei muokata.
Muuntaminen listojen ja monikkojen välillä
Lopuksi monilla ohjelmointikielillä on mahdollista muuntaa luettelo a monikko ja päinvastoin. Pythonissa tämä voidaan tehdä helposti ennalta määritettyjen funktioiden avulla kaksinkertainen () y lista().
>>> l = [1, 2, 3]>>> t = tuple(l)>>> t(1, 2, 3)Samalla tavalla voimme muuntaa monikon luetteloksi:
>>> t = (1, 2, 3)>>> l = list(t)>>> l[1, 2, 3]Tämän joustavuuden ansiosta voimme käyttää kussakin tapauksessa sopivinta tietorakennetta ohjelman tarpeiden mukaan.
Lyhyesti, tuples Ne ovat olennainen työkalu monimutkaisten tietojen ohjelmoinnissa ja käsittelyssä. Muuttumattomuutensa ja kykynsä ryhmitellä heterogeenistä dataa ansiosta ne ovat erittäin hyödyllinen rakenne monissa yhteyksissä algoritmien optimoinnista tietojen esittämiseen relaatiotietokantoissa. Jos tarvitset tietotyypin, joka pysyy muuttumattomana ohjelman suorittamisen aikana, monikko on erinomainen valinta.