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Python 命名元组收集数据

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当我们需要定义一个不可变的数据结构，这时可以使用Python命名元组（namedtuple）。

命名元组是一个类似于元组的类，它有一个固定的字段数量和不可变性，但是每个元素都有一个特定的名称。这使得代码更加易懂和易读，并且可以替代使用元组或字典的情况。

定义命名元组

Python中，内置的collections模块提供了namedtuple的定义方式，使用方法如下：

from collections import namedtuple

# 定义一个Person类型，包括name、age两个字段
Person = namedtuple('Person', ['name', 'age'])

上述代码定义了一个名为Person的命名元组类型，它有两个字段name和age，可以像下面这样使用：

# 创建一个Person对象
p = Person('Tom', 20)

# 访问p对象的name和age字段
print(p.name)
print(p.age)

输出结果为：

Tom
20

命名元组访问数据

使用命名元组，可以像访问普通类的属性一样来访问元组的元素。

# 定义一个Person类型，包括name、age两个字段
Person = namedtuple('Person', ['name', 'age'])

# 创建一个Person对象
p = Person('Tom', 20)

# 访问p对象的name和age字段
print(p.name)
print(p.age)

使用命名元组收集数据

命名元组的另一个用途是收集数据，我们可以定义一个命名元组类型，将多个数据作为属性收集在一起。

from collections import namedtuple

# 定义一个Grade类型，包括语文、数学和英语三个字段
Grade = namedtuple('Grade', ['Chinese', 'Math', 'English'])

# 定义一个Student类型，包括姓名name和Grade对象score两个字段
Student = namedtuple('Student', ['name', 'score'])

上述代码定义了一个名为Student的命名元组类型，它有两个字段name和score，其中score又是一个命名元组类型，包括Chinese、Math和English三个字段。

下面创建一个Student对象：

# 创建一个Student对象
s = Student('Tom', Grade(80, 70, 90))

# 访问s对象的name和score字段
print(s.name)
print(s.score)

# 访问s对象的score对象的Chinese字段
print(s.score.Chinese)

输出结果为：

Tom
Grade(Chinese=80, Math=70, English=90)
80

命名元素减少内存开销

如果有大量实例的命名元素对象需要创建， namedtuple 可以带来内存和性能方面的优势，这是因为他们不需要像普通类实例那样支持写入操作。 如果需要一个可以更改的属性值，则可以通过namedtuple实例._replace()方法进行更改，它会创建一个新实例，并将值替换到原有实例的字段中。

下面代码记录了一段程序的状态，包括程序名称、运行总时间、最后运行时间：

from collections import namedtuple
import time

# 定义Program类型，包括name、total_time、last_time三个字段
Program = namedtuple('Program', ['name', 'total_time', 'last_time'])

# 创建一些Program对象
programs = []
programs.append(Program('program1', 10, time.time()))
programs.append(Program('program2', 20, time.time()))
programs.append(Program('program3', 30, time.time()))

# 修改其中一个Program的total_time属性
programs[1] = programs[1]._replace(total_time=25)

# 输出所有Program对象
for p in programs:
    print(p)

输出结果为：

Program(name='program1', total_time=10, last_time=1651942849.1599433)
Program(name='program2', total_time=25, last_time=1651942849.1599677)
Program(name='program3', total_time=30, last_time=1651942849.159972)

注意，可以通过_replace方法，创建一个新的命名元素实例，用于替换当前实例中的某些字段。

以上就是Python命名元组收集数据的完整攻略，可以将数据沉淀到命名元组中，方便读取、使用，同时，命名元组也可以减少内存开销，提高程序性能。

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