# Глава 12. Кортежи > Питон — это эксперимент по определению степени свободы разработчика. Слишком много свободы, и никто не сможет читать чужой код; слишком мало, и это убьет выразительность. Гвидо ван Россум Кортеж (`tuple`) — это неизменяемый список. Обсудим нюансы работы с кортежами и особенности их реализации в CPython. ## Создание кортежей и их отличия от списков Создается кортеж двумя способами. Через круглые скобки: ```python langs = ("haskell", "erlang", "scala") ``` С помощью конструктора, в который передается итерабельный объект (в данном примере — список): ```python lst = [1, 2, 3] tpl = tuple(lst) ``` Варианты объявления пустого кортежа: ```python {.example_for_playground} t1 = () t2 = tuple() print(type(t1), type(t2)) ``` Консольный вывод подтверждает, что объектам `t1` и `t2` интерпретатором корректно присвоен тип `tuple`: ``` <class 'tuple'> <class 'tuple'> ``` Нюансы начинаются, когда нам требуется завести кортеж, состоящий из одного элемента. Как считаете, что выведет этот код? ```python {.example_for_playground} tpl = (128) print(type(tpl)) ``` Как ни странно, интерпретатор принимает `tpl` за целое число: ``` <class 'int'> ``` Дело в том, что в питоне круглые скобки `()` зарезервированы не только для конструирования кортежа, но и для расстановки приоритета в математических операциях. Например: ```python avg = (5.6 + 8.1) / 2.0 ``` Выход есть! Чтобы завести кортеж из единственного элемента, достаточно поставить после элемента запятую: ```python {.example_for_playground} tpl = (128,) print(type(tpl)) print(tpl) ``` Эта запятая заставляет интерпретатор правильно определить тип `tuple`. Обратите внимание, что запятая присутствует даже при консольном выводе кортежа, состоящего из одного элемента: ``` <class 'tuple'> (128,) ``` ## Отличия кортежей от списков К кортежу применимо подмножество не модифицирующих [операций над списком.](/courses/python/chapters/python_chapter_0110#block-operators) Соответственно у типа `tuple` присутствуют те же не модифицирующие методы, что и у `list`. Кроме того, из кортежа можно получить срез. Выведите в консоль срез кортежа `tpl` от индекса 2 до индекса 8 включительно с шагом 2. {.task_text} ```python {.task_source #python_chapter_0120_task_0010} tpl = (-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) ``` Синтаксис для среза до конечного индекса не включительно: `[начальный индекс: конечный индекс: шаг]`. {.task_hint} ```python {.task_answer} tpl = (-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) print(tpl[2:9:2]) ``` ## Неизменяемость кортежа и ее взлом Как мы уже [разбирали,](/courses/python/chapters/python_chapter_0090#block-compare) что оператор `==` сравнивает содержимое объектов. А ключевое слово `is` проверяет, являются ли два объекта одним и тем же объектом в памяти. Как считаете, что выведет этот код? ```python {.example_for_playground} l1 = [1, 2] l2 = [1, 2] t1 = (1, 2) t2 = (1, 2) print("l1 eq l2", l1 == l2) print("l1 is l2", l1 is l2) print("t1 eq t2", t1 == t2) print("t1 is t2", t1 is t2) ``` Оператор `==` вернет `True` и для списка, и для кортежа. А вот `is` вернет `True` только для кортежа: значит, у `t1` и `t2` одинаковый адрес в памяти. ``` l1 eq l2 True l1 is l2 False t1 eq t2 True t1 is t2 True ``` Причина в неизменяемости кортежа. Интерпретатор видит, что содержимое кортежей совпадает, а раз оно не может быть модифицировано, то нет смысла дважды выделять память под одни и те же данные. Являтся ли неизменяемость кортежа нерушимой инвариантой или ее можно случайно «сломать»? Удаление и добавление элементов кортежи не поддерживают. Попытка изменения элемента по индексу ведет к исключению: ```python {.example_for_playground} t = (5, 10, 20) t[1] = 100 ``` ``` TypeError: 'tuple' object does not support item assignment ``` ...Однако если один из элементов кортежа относится к изменяемым типам, то его, внимание, можно модифицировать! Например, если элемент — это список, интерпретатор не воспрепятствует добавлению в него элемента. Проведите опыт: заведите два кортежа `t1` и `t2` с одинаковым содержимым `(1, [], 2)`. Выведите в консоль на двух разных строках проверку на поэлементное равенство и на совпадение объектов в памяти. {.task_text} Добавьте в список, содержащийся в кортеже `t1`, элемент со значением `"A"`. Повторите консольный вывод двух проверок на равенство. {.task_text} ```python {.task_source #python_chapter_0120_task_0020} ``` Для поэлементного сравнения кортежей воспользуйтесь оператором `==`. Для проверки, являются ли кортежи одним и тем же объектом в памяти, воспользуйтесь оператором `is`. {.task_hint} ```python {.task_answer} t1 = (1, [], 2) t2 = (1, [], 2) print(t1 == t2) print(t1 is t2) t1[1].append("A") print(t1 == t2) print(t1 is t2) ``` О чем говорит консольный вывод задачи? Во-первых, он подтверждает цитату из заголовка главы: питон — это эксперимент по определению степени свободы разработчика ;) Мы убедились, что содержимое кортежа все-таки можно изменить (на длине кортежа это конечно не отразится). Главное, чтобы тип элемента кортежа этому способствовал. Во-вторых, если в двух казалось бы одинаковых кортежах содержатся элементы изменяемых типов, то интерпретатор уже не будет хранить эти кортежи по общему адресу (`is` для них вернет `False`). ## Использование оператора моржа для заполнения коллекций {#block-walrus} На примере кортежей рассмотрим использование [оператора моржа](/courses/python/chapters/python_chapter_0030#block-walrus) `:=` для заполнения коллекций. ```python {.example_for_playground} query = "Как варить макароны " stats = (q := query.strip().lower(), len(q), q.split()) print(stats) ``` ``` ('как варить макароны', 19, ['как', 'варить', 'макароны']) ``` В первый элемент кортежа и переменную `q` попала строка `query` с удаленными начальными и конечными пробелами, приведенная к нижнему регистру. Второй элемент кортежа — длина полученной строки. И, наконец, третий элемент — список, полученный из слов строки. Без оператора моржа этот же код выглядел бы чуть длиннее: ```python {.example_for_playground} q = query.strip().lower() stats = (q, len(q), q.split()) ``` Как видите, оператор моржа удобно использовать в случаях, когда коллекцию требуется заполнить некими производными от начального значения. Имплементируйте функцию-однострочник `get_square_root()`, которая принимает единственный аргумент — число. Функция должна вернуть кортеж из двух элементов: квадратный корень числа; строковое представление квадратного корня числа с точностью 2 знака после запятой. Для заполнения кортежа примените оператор моржа. {.task_text} Например, для аргумента 10 функция должна вернуть кортеж `(3.16227766, '3.16')`. {.task_text} Для превращения числа с плавающей точкой в строку, содержащую два знака после запятой, воспользуйтесь [f-строкой](/courses/python/chapters/python_chapter_0100/#block-formatting) вида `f"{val:.nf}"`. Здесь `val` — имя переменной, а `n` — количество знаков после запятой. {.task_text} ```python {.task_source #python_chapter_0120_task_0030} import math def get_square_root(x): # Your code here print(get_square_root(10)) ``` Для расчета квадратного корня воспользуйтесь функцией `sqrt()` из модуля `math`. {.task_hint} ```python {.task_answer} import math def get_square_root(x): return ( r := math.sqrt(x), f"{r:.2f}") print(get_square_root(10)) ``` ## Функция enumerate() В питоне есть встроенная функция `enumerate()`, которая призвана упростить написание циклов. Она используется, когда при итерации по коллекции требуется работать с индексами элементов. Например, мы хотим пронумеровать все элементы списка. Сделаем это с помощью счетчика `i`: ```python {.example_for_playground} i = 1 for x in ["A", "B", "C"]: print(i, x) i += 1 ``` ``` 1 A 2 B 3 C ``` Функция `enumerate()` позволяет упростить код: ```python {.example_for_playground} for i, x in enumerate(["A", "B", "C"], start=1): print(i, x) ``` ``` 1 A 2 B 3 C ``` Удобно. Но какое отношение функция `enumerate()` имеет к кортежам? Все просто: она на каждой итерации цикла генерирует **кортеж** из двух значений — индекса итерации и элемента итерируемого объекта. Если аргумент `start` не указан явно, то индексы начинаются с нуля. Более подробно мы рассмотрим `enumerate()` [позже.](/courses/python/chapters/python_chapter_0250#block-enumerate) ## Резюмируем - Тип `tuple` (кортеж) — это неизменяемый список, хотя у иммутабельности есть исключение: если в кортеже хранится элемент изменяемого типа (например, список), то этот элемент можно модифицировать. - Для создания кортежа используются круглые скобки `()` либо конструктор `tuple()`. - При создании кортежа из одного элемента не забывайте после элемента указывать запятую: `t = (8,)`. - Оператор моржа может использоваться для удобного заполнения коллекций, в том числе кортежей.