Спринт 1/18 → Тема 6/13: Последовательности: продолжение → Урок 2/2

Кортеж: неизменяемый список

Кортеж (tuple) — ещё один тип последовательностей в Python. Кортеж очень похож на список, но, в отличие от списка, кортеж — это неизменяемая последовательность.
При литеральном объявлении кортежа его элементы записываются в круглых скобках.
PYTHON
tpl = (1, 3, 2)
# Попытка изменить значение элемента с индексом 0 в кортеже
tpl[0] = 500

# Интерпретатор завершит выполнение программы с ошибкой:
# изменять элементы объекта типа tuple нельзя
...
    tpl[0] = 500
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

Создание кортежей

Как и списки, кортежи можно создать несколькими способами: литерально или через функцию tuple().
Применим кортеж на практике.
Датчики фитнес-трекера передают в программный модуль пакеты, содержащие два значения: время запроса и количество шагов, пройденных пользователем к этому времени.
Чтобы данные были неизменны в ходе выполнения программы — их лучше передавать в кортеже:
PYTHON
package = ('2:00:01', 15000)
print(package)
# Вывод в терминал: ('2:00:01', 15000)
print(type(package))
# Вывод в терминал: <class 'tuple'>
В кортежи и в списки можно преобразовать только итерируемые объекты.
PYTHON
# Функция tuple() преобразует строку с текстом о достижении в кортеж
achievement = 'Отлично!'
tpl_achiv = tuple(achievement)
print(tpl_achiv)
#Вывод в терминал: ('О', 'т', 'л', 'и', 'ч', 'н', 'о', '!')

# Если передать в функцию неитерируемый объект (например, число),
# Python сообщит, что не может выполнить такое преобразование.
steps = 15000
tpl_steps = tuple(15000)

#Вывод в терминал: TypeError: 'int' object is not iterable

Преимущества кортежей

  • Неизменяемость. Это основное отличие кортежей от списков; именно из этого свойства следуют другие преимущества.
  • Меньший объём в памяти: при прочих равных кортежи занимают меньший объём в памяти, чем списки.
  • Скорость: кортежи хешируются и хранятся в памяти иначе, чем списки, поэтому создание и повторное использование кортежей выполняется почти в три раза быстрее, чем при работе со списками.
  • Безопасность: кортеж защищён от изменений. Это даёт преимущество в тех случаях, когда исходная коллекция элементов не должна измениться в ходе выполнения программы.
  • Использование в других структурах данных: кортежи можно применять в структурах данных, от которых Python требует неизменяемых значений, например кортеж можно использовать в качестве ключа словаря.

Встроенные функции

Упаковка

Упаковкой называют специальный синтаксис для объявления кортежа.
PYTHON
# Литеральное объявление кортежа
package_1 = ('2:00:01', 15000)

# Значения, перечисленные через запятую и присвоенные одной переменной,
# будут упакованы в кортеж
package_2 = '2:00:01', 15000

print(package_1)
# Вывод в терминал: ('2:00:01', 15000)
print(type(package_1))
# Вывод в терминал: <class 'tuple'>

print(package_2)
# Вывод в терминал: ('2:00:01', 15000)
print(type(package_2))
# Вывод в терминал: <class 'tuple'>
Оба выражения дадут одинаковый результат: значением переменной будет кортеж. Второй способ — это и есть упаковка значений в кортеж.
Лайфхак: в кортеж можно упаковать и один элемент. Выражение tpl = 15000 объявит переменную типа int, а чтобы создать кортеж с этим значением — после значения нужно поставить запятую:
PYTHON
tpl_steps = 15000,
steps = 15000

print(type(tpl_steps))
# Вывод в терминал: <class 'tuple'>
print(type(steps))
# Вывод в терминал: <class 'int'>
Что напечатает программа?
PYTHON
tpl = tuple('2:00:01',)
print(tpl)

Распаковка кортежей

Если есть упаковка — логично предположить, что есть и распаковка, как и у списков. Смысл этой операции — присвоить значения элементов кортежа переменным: работать с именованными переменными гораздо удобнее, чем получать значение по индексу из последовательности.
PYTHON
package = ('2:00:01', 15000)

time, steps = package

print(steps)
# Вывод в терминал: 15000
print(time)
# Вывод в терминал: '2:00:01'

Обращение к элементу кортежа

Получить значение элемента кортежа можно так же, как в других последовательностях — по индексу. Индексация, как всегда, начинается с нуля.

Сортировка

Для сортировки кортежей есть функция sorted().
Разница между функцией sorted() и методом списка sort() состоит в том, что
  • list.sort изменяет исходный список и возвращает None;
  • sorted() принимает любую последовательность и возвращает новый объект — отсортированный список, состоящий из элементов исходной последовательности. Ведь сортировка — это изменение последовательности элементов, а изменять исходный кортеж нельзя.
PYTHON
not_srtd_tpl = (5**5, 5**2, 5**1, 5**4, 5**0, 5**3)
print(not_srtd_tpl)
# Вывод в терминал: (3125, 25, 5, 625, 1, 125)

srtd_tpl = sorted(not_srtd_tpl)
print(srtd_tpl)
# Вывод в терминал: [1, 5, 25, 125, 625, 3125]
# Отсортировали, но вместо кортежа получили список.
# Исходный кортеж остался неизменённым.
Функция sorted() возвращает список, хотя в неё передавался кортеж.
Перед тем, как приступить к задачам, скачайте шпаргалку. В ней собрана основная информация из уроков о списках и кортежах.
Отредактируйте код, чтобы результатом выполнения был новый отсортированный кортеж.
КодPYTHON

Удаление

Главное отличие кортежей — неизменяемость: в кортеже нельзя изменять, добавлять или удалять элементы. Но можно удалить весь кортеж — для этого есть оператор del().
PYTHON
week = (
    'Понедельник', 'Втроник', 'Среда',
    'Четверг', 'Пятница', 'Суббота', 'Воскресенье'
)

del week

print(week)

Traceback (most recent call last):
  File "D:/Dev/course/examples/main.py", line 5, in <module>
    print(week)
NameError: name 'week' is not defined
Из кортежа и списка создайте список кортежей.
Программа получает:
  • кортеж days с перечнем дней недели;
  • список steps, в котором перечислено количество шагов, пройденных пользователем в соответствующий день; например, steps[0] — это количество шагов за понедельник.
Программа должна вернуть список кортежей, каждый из которых содержит два элемента: название дня недели и количество шагов за этот день.
КодPYTHON