Pythonのタプル(tuple)とは？変更できないリストの使い方

# リストは変更できる
lst = [1, 2, 3]
lst[0] = 99
print(lst)  # [99, 2, 3]

# タプルは変更できない
t = (1, 2, 3)
# 次の行のコメントを外すとTypeErrorが発生します
# t[0] = 99

# かっこを使う
t1 = (1, 2, 3)

# かっこ省略(カンマがあるのでタプルになる)
t2 = 1, 2, 3

# tuple() にイテラブルを渡す
t3 = tuple([1, 2, 3])      # リストから
t4 = tuple("abc")          # 文字列から
t5 = tuple(range(3))       # range から

print(t1, t2, t3, t4, t5)

empty = ()          # 空タプル
one1 = (1,)         # 1要素タプル(カンマが必要)
one2 = 1,           # かっこ省略でも可(カンマが必要)
not_tuple = (1)     # これはタプルではなく、単なる1という数値

print(type(empty))
print(type(one1), one1)
print(type(one2), one2)
print(type(not_tuple), not_tuple)

t = (10, 20, 30)
print(type(t))

t = ('a', 'b', 'c', 'd')

print(t[0])   # 先頭
print(t[2])   # 3番目
print(t[-1])  # 末尾
print(t[-2])  # 後ろから2番目

t = (0, 1, 2, 3, 4, 5)

print(t[1:4])     # 1以上4未満
print(t[:3])      # 先頭から3未満
print(t[3:])      # 3以降
print(t[::2])     # 2刻み
print(t[::-1])    # 逆順

t = ('apple', 'banana', 'cherry')
print('banana' in t)
print('grape' in t)

t = (10, 20, 30, 40)
print(len(t))

t = ('a', 'b', 'a', 'c', 'a')

print(t.count('a'))        # 'a' の個数
print(t.index('a'))        # 'a' が最初に現れる位置
print(t.index('a', 1))     # 1以降で最初に現れる位置

a = (1, 2)
b = (3, 4)
print(a + b)     # 連結

t = ('x',)
print(t * 3)     # 繰り返し

t = ('red', 'green', 'blue')

for color in t:
    print(color)

# インデックスも使いたい場合は enumerate()
for i, color in enumerate(t):
    print(i, color)

# 基本のアンパック
t = (10, 20, 30)
a, b, c = t
print(a, b, c)

# 使わない値を _ に受ける慣習
_, second, _ = t
print(second)

# 可変長(アスタリスク)アンパック
head, *middle, tail = (1, 2, 3, 4, 5)
print(head, middle, tail)

# 変更させたくない定数的なデータ
WEEKDAYS = ('Mon', 'Tue', 'Wed', 'Thu', 'Fri', 'Sat', 'Sun')

# 誤って変更しようとするとエラーになるので安心
# WEEKDAYS[0] = 'Mond'  # TypeError
print(WEEKDAYS)

def min_max_avg(numbers):
    # 最小、最大、平均をタプルで返す
    mn = min(numbers)
    mx = max(numbers)
    avg = sum(numbers) / len(numbers)
    return mn, mx, avg  # タプルで返る

data = [10, 20, 30, 40]
mn, mx, avg = min_max_avg(data)
print(mn, mx, avg)

# 2次元座標をキーにして値を管理
grid = {}
grid[(0, 0)] = 'start'
grid[(1, 2)] = 'tree'
print(grid[(1, 2)])

# リストはキーにできない(ミュータブルでハッシュ不可)
try:
    bad_key = [1, 2]
    d = {bad_key: 'NG'}
except TypeError as e:
    print('Error:', e)

import sys
from timeit import timeit

lst = [0, 1, 2, 3, 4]
tup = (0, 1, 2, 3, 4)

print('list size:', sys.getsizeof(lst))
print('tuple size:', sys.getsizeof(tup))

# 生成コスト比較(環境で差は変わります)
t_list = timeit("[0,1,2,3,4]", number=1000000)
t_tuple = timeit("(0,1,2,3,4)", number=1000000)
print('make list :', t_list)
print('make tuple:', t_tuple)

one = (42,)   # OK: タプル
not_tuple = (42)  # NG: タプルではない

print(type(one), one)
print(type(not_tuple), not_tuple)

a = (1 + 2)      # 計算のグルーピング。結果は整数 3
b = 1, 2, 3      # カンマがあるのでタプル
c = (1, 2, 3)    # もちろんタプル

print(type(a), a)
print(type(b), b)
print(type(c), c)

t = (1, 2, 3)

# 変更は不可
try:
    t[0] = 99
except TypeError as e:
    print('assign Error:', e)

# 追加メソッドは存在しない
try:
    t.append(4)  # AttributeError
except AttributeError as e:
    print('append Error:', e)

# 削除も不可
try:
    del t[1]
except TypeError as e:
    print('delete Error:', e)

t = ([1, 2], 99)
t[0].append(3)   # タプルの0番目はリスト。リスト自体は変更できる
print(t)

t = (3, 1, 4, 1, 5)

# 昇順のリストを取得
sorted_list = sorted(t)
print(sorted_list, type(sorted_list))

# タプルに戻す
sorted_tuple = tuple(sorted_list)
print(sorted_tuple, type(sorted_tuple))

# 逆順で新しく作る
desc_tuple = tuple(sorted(t, reverse=True))
print(desc_tuple)