Кортежи в Python: создание, доступ и продвинутые операции

Кортежи в Python

Изучите возможности кортежей в Python — неизменяемых последовательностей, обеспечивающих скорость, безопасность и универсальность для гетерогенных данных. Руководство охватывает всё: от базового синтаксиса до продвинутых операций, чтобы вы понимали, когда выбирать кортежи вместо списков.

Видео: Списки и кортежи в Python

Кортеж ведёт себя как список, но является неизменяемым после создания. В отличие от списков, вы не можете изменить его элементы, что делает кортежи идеальными для фиксированных наборов данных.

---

Создание кортежа

Кортежи определяются размещением значений, разделённых запятыми, внутри круглых скобок (). Скобки необязательны, но улучшают читаемость.

Кортежи могут содержать любое количество элементов и смешивать типы данных — целые, float, строки, списки, другие кортежи и т.д.

# Разные типы кортежей
# Пустой кортеж
my_tuple = ()
print(my_tuple)
# Кортеж с целыми
my_tuple = (1, 2, 3)
print(my_tuple)
# Смешанные типы
my_tuple = (1, "Hello", 3.4)
print(my_tuple)
# Вложенный кортеж
my_tuple = ("mouse", [8, 4, 6], (1, 2, 3))
print(my_tuple)

Вывод

()
(1, 2, 3)
(1, 'Hello', 3.4)
('mouse', [8, 4, 6], (1, 2, 3))

Кортежи можно создавать без скобок — технику называют упаковкой кортежа (tuple packing).

my_tuple = 3, 4.6, "dog"
print(my_tuple)
# Распаковка кортежа
a, b, c = my_tuple
print(a)
print(b)
print(c)

Вывод

(3, 4.6, 'dog')
3
4.6
dog

Если кортеж содержит один элемент, нужна завершающая запятая, чтобы отличить его от обычного значения.

my_tuple = ("hello")
print(type(my_tuple))  # <class 'str'>
# Кортеж из одного элемента
my_tuple = ("hello",)
print(type(my_tuple))  # <class 'tuple'>
# Скобки необязательны
my_tuple = "hello",
print(type(my_tuple))  # <class 'tuple'>

Вывод

<class 'str'>
<class 'tuple'>
<class 'tuple'>

---

Доступ к элементам кортежа

Кортежи поддерживают несколько способов доступа:

1. Индексация

Используйте оператор [] с нулевой базой. Выход за границы вызывает IndexError; нецелочисленный индекс — TypeError.

# Пример индексации
my_tuple = ('p','e','r','m','i','t')
print(my_tuple[0])  # 'p'
print(my_tuple[5])  # 't'
# Вложенная индексация
n_tuple = ("mouse", [8, 4, 6], (1, 2, 3))
print(n_tuple[0][3])  # 's'
print(n_tuple[1][1])  # 4

Вывод

p
t
s
4

2. Отрицательная индексация

Отрицательные индексы отсчитываются от конца: -1 — последний элемент.

# Отрицательная индексация
my_tuple = ('p', 'e', 'r', 'm', 'i', 't')
print(my_tuple[-1])  # 't'
print(my_tuple[-6])  # 'p'

Вывод

t
p

3. Срезы

Используйте синтаксис start:stop для извлечения подкортежей.

# Пример срезов
my_tuple = ('p','r','o','g','r','a','m','i','z')
print(my_tuple[1:4])   # ('r', 'o', 'g')
print(my_tuple[:-7])   # ('p', 'r')
print(my_tuple[7:])    # ('i', 'z')
print(my_tuple[:])     # полный кортеж

Вывод

('r', 'o', 'g')
('p', 'r')
('i', 'z')
('p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm', 'i', 'z')

---

Изменение кортежа

Кортежи неизменяемы. Прямое присваивание элементу вызывает TypeError:

# Попытка изменения
my_tuple = (4, 2, 3, [6, 5])
# my_tuple[1] = 9  # TypeError

Однако, если элемент сам изменяем (например, список), его внутреннее состояние можно менять:

my_tuple[3][0] = 9
print(my_tuple)  # (4, 2, 3, [9, 5])

Кортеж можно переназначить целиком на новое значение:

my_tuple = ('p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm', 'i', 'z')
print(my_tuple)

Операторы + (конкатенация) и * (повторение) возвращают новый кортеж.

print((1, 2, 3) + (4, 5, 6))  # (1, 2, 3, 4, 5, 6)
print(("Repeat",) * 3)        # ('Repeat', 'Repeat', 'Repeat')

Вывод

(1, 2, 3, 4, 5, 6)
('Repeat', 'Repeat', 'Repeat')

---

Удаление кортежа

Отдельные элементы удалить нельзя. Весь кортеж можно удалить с del:

my_tuple = ('p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm', 'i', 'z')
# del my_tuple[3]  # TypeError
del my_tuple
# print(my_tuple)  # NameError

Вывод

Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 12, in <module>
NameError: name 'my_tuple' is not defined

---

Методы кортежей

У кортежей только два встроенных метода: count() и index().

my_tuple = ('a', 'p', 'p', 'l', 'e')
print(my_tuple.count('p'))  # 2
print(my_tuple.index('l'))  # 3

Вывод

2
3

---

Дополнительные операции с кортежами

1. Проверка принадлежности

Проверьте наличие с ключевым словом in.

my_tuple = ('a', 'p', 'p', 'l', 'e')
print('a' in my_tuple)
print('b' in my_tuple)
print('g' not in my_tuple)

Вывод

True
False
True

2. Итерация

Перебор кортежа с for:

for name in ('John', 'Kate'):
    print("Hello", name)

Вывод

Hello John
Hello Kate

3. Преимущества над списками

• Идеальны для гетерогенных данных; списки обычно однородны.
• Неизменяемость даёт преимущество в производительности при итерации.
• Кортежи, содержащие только неизменяемые элементы, могут быть ключами словаря.
• Защита от записи гарантирует, что данные не изменятся случайно.