Как проверить, содержит ли кортеж только числа в Python

Введение

В этом лабораторном занятии (LabEx) вы научитесь проверять, содержит ли кортеж (tuple) только числа (целые и вещественные) на Python. Вы начнете с определения числовых кортежей, изучив, как создавать кортежи, содержащие целые числа, вещественные числа или их смесь. Это включает создание файла numeric_tuple.py, добавление определений кортежей и запуск скрипта для наблюдения за выводом.

Затем в рамках лабораторного занятия (LabEx) вы научитесь использовать функцию all() в сочетании с функцией isinstance() для проверки того, что все элементы в кортеже действительно являются числами. Наконец, вы узнаете, как корректно обрабатывать пустые кортежи при выполнении этой проверки.

Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL python(("Python")) -.-> python/DataStructuresGroup(["Data Structures"]) python(("Python")) -.-> python/FunctionsGroup(["Functions"]) python(("Python")) -.-> python/PythonStandardLibraryGroup(["Python Standard Library"]) python(("Python")) -.-> python/BasicConceptsGroup(["Basic Concepts"]) python(("Python")) -.-> python/ControlFlowGroup(["Control Flow"]) python/BasicConceptsGroup -.-> python/numeric_types("Numeric Types") python/ControlFlowGroup -.-> python/conditional_statements("Conditional Statements") python/DataStructuresGroup -.-> python/tuples("Tuples") python/FunctionsGroup -.-> python/build_in_functions("Build-in Functions") python/PythonStandardLibraryGroup -.-> python/data_collections("Data Collections") subgraph Lab Skills python/numeric_types -.-> lab-559585{{"Как проверить, содержит ли кортеж только числа в Python"}} python/conditional_statements -.-> lab-559585{{"Как проверить, содержит ли кортеж только числа в Python"}} python/tuples -.-> lab-559585{{"Как проверить, содержит ли кортеж только числа в Python"}} python/build_in_functions -.-> lab-559585{{"Как проверить, содержит ли кортеж только числа в Python"}} python/data_collections -.-> lab-559585{{"Как проверить, содержит ли кортеж только числа в Python"}} end

Определение числовых кортежей

На этом этапе вы научитесь определять кортежи (tuples), содержащие только числовые данные (целые и вещественные числа) на Python. Кортежи - это фундаментальная структура данных в Python, похожая на списки (lists), но с одной важной разницей: они неизменяемы (immutable), то есть их элементы не могут быть изменены после создания. Эта неизменяемость делает их полезными для представления фиксированных наборов данных.

Начнем с создания простого кортежа, содержащего целые числа:

Откройте редактор VS Code.
Создайте новый файл с именем numeric_tuple.py в директории ~/project.
```
## ~/project/numeric_tuple.py
my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5)
print(my_tuple)
```
Сохраните файл.
Откройте терминал.
Запустите скрипт с помощью команды python:
```
python ~/project/numeric_tuple.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
(1, 2, 3, 4, 5)
```

Теперь создадим кортеж, содержащий вещественные числа:

Измените файл numeric_tuple.py, добавив в него вещественные значения:
```
## ~/project/numeric_tuple.py
my_tuple = (1.0, 2.5, 3.7, 4.2, 5.9)
print(my_tuple)
```
Сохраните файл.
Запустите скрипт снова:
```
python ~/project/numeric_tuple.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
(1.0, 2.5, 3.7, 4.2, 5.9)
```

Кортежи также могут содержать смесь целых и вещественных чисел:

Измените файл numeric_tuple.py, добавив в него и целые, и вещественные значения:
```
## ~/project/numeric_tuple.py
my_tuple = (1, 2.5, 3, 4.2, 5)
print(my_tuple)
```
Сохраните файл.
Запустите скрипт:
```
python ~/project/numeric_tuple.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
(1, 2.5, 3, 4.2, 5)
```

В целом, вы можете определить кортежи, содержащие числовые данные, заключая числа (целые и вещественные) в круглые скобки () и разделяя их запятыми.

Использование функции all() с функцией isinstance()

На этом этапе вы научитесь использовать функцию all() в сочетании с функцией isinstance() для проверки того, являются ли все элементы в кортеже (tuple) числами. Это полезный метод для валидации данных и обеспечения того, что ваш код работает с правильными типами значений.

Сначала разберемся, что делают функции all() и isinstance():

all(iterable): Эта функция возвращает True, если все элементы итерируемого объекта (например, кортежа) являются истинными (или если итерируемый объект пуст). Она возвращает False, если хотя бы один элемент является ложным.
isinstance(object, classinfo): Эта функция возвращает True, если object является экземпляром classinfo (например, int, float). В противном случае она возвращает False.

Теперь создадим скрипт на Python для проверки, являются ли все элементы в кортеже целыми числами или вещественными:

Откройте редактор VS Code.
Создайте новый файл с именем check_numeric_tuple.py в директории ~/project.
```
## ~/project/check_numeric_tuple.py
def is_numeric_tuple(my_tuple):
    return all(isinstance(item, (int, float)) for item in my_tuple)

tuple1 = (1, 2.5, 3, 4.2, 5)
tuple2 = (1, 2, 'a', 4, 5)
tuple3 = (1.0, 2.0, 3.0)

print(f"Tuple 1 is numeric: {is_numeric_tuple(tuple1)}")
print(f"Tuple 2 is numeric: {is_numeric_tuple(tuple2)}")
print(f"Tuple 3 is numeric: {is_numeric_tuple(tuple3)}")
```
В этом скрипте:
- Мы определяем функцию is_numeric_tuple, которая принимает кортеж в качестве входного параметра.
- Внутри функции мы используем функцию all() с генераторным выражением (isinstance(item, (int, float)) for item in my_tuple) для проверки, является ли каждый item в кортеже экземпляром либо int, либо float.
- Затем мы тестируем функцию на трех разных кортежах.
Сохраните файл.
Откройте терминал.
Запустите скрипт с помощью команды python:
```
python ~/project/check_numeric_tuple.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
Tuple 1 is numeric: True
Tuple 2 is numeric: False
Tuple 3 is numeric: True
```
Этот вывод показывает, что tuple1 и tuple3 содержат только числовые значения, в то время как tuple2 содержит строку, поэтому он не считается числовым кортежем.

В этом примере показано, как эффективно использовать функции all() и isinstance() для валидации содержимого кортежа и обеспечения того, что все элементы соответствуют определенному типу данных.

Обработка пустых кортежей

На этом этапе вы научитесь обрабатывать пустые кортежи (tuples) при проверке на числовые значения. Пустой кортеж - это кортеж без элементов, представленный как (). Важно учитывать пустые кортежи в своем коде, чтобы избежать потенциальных ошибок и обеспечить ожидаемое поведение программы.

Давайте модифицируем скрипт из предыдущего шага для обработки пустых кортежей:

Откройте редактор VS Code.
Откройте файл check_numeric_tuple.py в директории ~/project.
```
## ~/project/check_numeric_tuple.py
def is_numeric_tuple(my_tuple):
    if not my_tuple:
        return True  ## An empty tuple is considered numeric
    return all(isinstance(item, (int, float)) for item in my_tuple)

tuple1 = (1, 2.5, 3, 4.2, 5)
tuple2 = (1, 2, 'a', 4, 5)
tuple3 = (1.0, 2.0, 3.0)
tuple4 = () ## Empty tuple

print(f"Tuple 1 is numeric: {is_numeric_tuple(tuple1)}")
print(f"Tuple 2 is numeric: {is_numeric_tuple(tuple2)}")
print(f"Tuple 3 is numeric: {is_numeric_tuple(tuple3)}")
print(f"Tuple 4 is numeric: {is_numeric_tuple(tuple4)}")
```
В этом модифицированном скрипте:
- Мы добавили проверку в начале функции is_numeric_tuple: if not my_tuple: return True. Эта проверка определяет, является ли кортеж пустым. Если он пуст, функция возвращает True, считая пустой кортеж числовым.
- Мы добавили пустой кортеж tuple4 = () для тестирования функции.
Сохраните файл.
Откройте терминал.
Запустите скрипт с помощью команды python:
```
python ~/project/check_numeric_tuple.py
```
Вы должны увидеть следующий вывод:
```
Tuple 1 is numeric: True
Tuple 2 is numeric: False
Tuple 3 is numeric: True
Tuple 4 is numeric: True
```
Этот вывод показывает, что пустой кортеж tuple4 теперь корректно обрабатывается и считается числовым кортежем.

Обработка пустых кортежей - это хорошая практика, которая делает ваш код более надежным и предотвращает неожиданное поведение. В этом случае мы решили считать пустой кортеж числовым, но вы можете изменить логику в соответствии с вашими конкретными требованиями.

Резюме

В этом практическом занятии (lab) первый шаг посвящен определению числовых кортежей (tuples) в Python. Вы узнали, что кортежи - это неизменяемые структуры данных, похожие на списки, и они определяются с использованием круглых скобок (). Вы можете создавать кортежи, содержащие целые числа, вещественные числа или их смесь, разделяя элементы запятыми.

Затем в практическом занятии показано, как проверить, содержит ли кортеж только числа, используя функцию all() в сочетании с функцией isinstance(). (Содержание в оригинальном описании практического занятия обрезано.)