【Python】タプル(Tuple)の定義～参照・操作をすべて解説【データ構造】

# <タプルの定義1>
# 数値や文字列を要素に指定した例

# 文字(列)
print( ('a', 'b') )             # ➀>> ('a', 'b')
# 数値
print( (123, 456) )             # ➁>> (123, 456)
# 文字列＋数値の混載
print( ('a', 123) )             # ➂>> ('a', 123)

#-----------------------------------------------------------------------------
# <タプルの定義2>
# 要素には、リストやタプルを指定した例

# "リスト"を要素にする
print( ([10, 20], [30, 40]) )         # ➄>> ([10, 20], [30, 40])

# "タプル"を要素にする(ネスト構造)
print( ((10, 20), (30, 40)) )         # ➃>> ((10, 20), (30, 40))

# さまざまなオブジェクトを混載
print( (10, 20, [30, 40], 'abc') )    # ➅>> (10, 20, [30, 40], 'abc')

# <タプルの定義3>
# ()なしで定義した例

t1 = 'a', 'b'
t2 = 123, 456
t3 = 'a',           #要素が１個のみの場合

print(t1)           # ➀>> ('a', 'b')
print(t2)           # ➁>> ('a', 'b')
print(t3)           # ➂>> ('a',)

# 組込み関数 tuple()を用いたタプルの生成

# Rangeオブジェクトを指定
print( tuple(range(-2, 2)) )       # ➀>> (-2, -1, 0, 1)

# リストを指定
print( tuple(['abc', 'def', 1]) )  # ➁>> ('abc', 'def', 1)

# 文字列を指定
print( tuple('abc') )              # ➂>> ('a', 'b', 'c')

# tuple関数の引数に2つ以上を指定した場合

print(tuple(1, 2, 3))
# >>TypeError: tuple expected at most 1 arguments, got 3

# インデックスによる要素の参照

# タプル(基本型)
# 先頭基準
print( (10, 20, 30, 40, 50)[0] )            # ➀>> 10
print( (10, 20, 30, 40, 50)[4] )            # ➁>> 50
# 末尾基準
print( (10, 20, 30, 40, 50)[-1] )           # ➂>> 50
#-------------------------------------------

# タプル(要素がリスト)
print( ([10, 20], [30, 40])[0] )          # ➃>> [10, 20]
print( ([10, 20], [30, 40])[1][0] )       # ➄>> 30

#-------------------------------------------
# タプル(多重型)
print( ((10, 20), (30, 40))[0])           # ➅>> (10, 20)
print( ((10, 20), (30, 40))[1][1])        # ➆>> 40

# タプルの更新(エラーの確認)

(10, 20, 30, 40, 50)[1] = 90      # ➀>> TypeError TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
((10, 20), (30, 40))[1][1] = 90   # ➁>> TypeError TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

# 要素にリストを持つタプルの場合 -----------------------------------

t1 = ([10, 20], [30, 40])
t1[1] = 90                         # ➂>> TypeError TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

# タプルの要素であるリストに対する更新処理なので変更できる
t1[1][1] = 90
print(t1)                           # ➃>> ([10, 20], [30, 90])

# スライスの使用例

words = ("blue", "red", "green", "yellow", "pink", "black", "white")

#---------------------------------------

# 終了位置を省略した場合「インデックス３～末尾迄の要素」
print(words[3:])     # ➀>> ('yellow', 'pink', 'black', 'white')

# 開始位置を省略した場合「先頭～インデックス３の要素」
print(words[:3])     # ➁>> ('blue', 'red', 'green')

# インデックス３～５の要素
print(words[3:5])    # ➂>> ('yellow', 'pink')

# インデクス1～７の範囲で１個飛ばしの要素を抽出
print(words[1:7:2])    # ➃>> ('red', 'yellow', 'black')

#---------------------------------------
# 元のタプルは変更されない
print(words)    # ➄>> ('blue', 'red', 'green', 'yellow', 'pink', 'black', 'white')

t1 = ("A", "B", "C", "D")
t2 = ("key1", "key2", "key3", "key4")

# ------------------------------------------------
# タプルをイテラブルに展開する

# For-inステートメントによる展開(1)-----------------------------
for elem in t1:
    print(elem)    # ➀>> A B C D


# For-inステートメントによる展開(2)-----------------------------

# 内包表記によるタプル→リストへの変換
print([elem for elem in t1])    # ➁>> ['A', 'B', 'C', 'D']


# 内包表記によるタプル→辞書への変換
print({ key:val for val, key in enumerate(t2, 1)})    # ➂>> {'key1': 1, 'key2': 2, 'key3': 3, 'key4': 4}

# タプルのアンパック

# ➀.タプル同士の割り当てができる
(a, b) = ('a1', 'b1')
print(a, b)            # ➀>> a1 b1

# ➁. タプルなので()を省略して記述できる
a, b = 'a2', 'b2'
print(a, b)            # ➁>> a2 b2

#-----------------------------------------------

c = 100
d = 200

# ➂. アンパックにて、変数の入れ替える
print(c, d)          # ➂_1>> 100 200
d, c = c, d
print(c, d)          # ➂_2>> 200 100

# zip()関数による、タプルへのパック

list1 = [11, 12, 13]
list2 = [21, 22, 23]
list3 = [31, 32, 33]

# ➀.zipオブジェクト
print(zip(list1, list2, list3))         # ➀>> <zip object at 0x000001644D54A3C8>

# ➁.zipオブジェクトの実体は、タプルの多重構造(2次)
print(list(zip(list1, list2, list3)))   # ➁>> [(11, 21, 31), (12, 22, 32), (13, 23, 33)]


# ➂.zipオブジェクトは、イテラブルなのでFor-inで要素を展開できる
for num1, num2, num3 in zip(list1, list2, list3):
    print(num1, num2, num3)

# ➂>> 11 21 31
#   >> 12 22 32
#   >> 13 23 33

num = (15, 21, 59, 9, 42, 68)

# 組込み関数 --------------------------------------

# 合計値
print(sum(num))          # ➀>> 214
# 要素の最大値
print(max(num))          # ➁>> 68
# 要素の最小値
print(min(num))          # ➂>> 9
# 要素数
print(len(num))          # ➃>> 6

t_num = (15, 9, 59, 9, 42, 68)

# タプルオブジェクトのメソッド --------------------------------------

# index()メソッド
print(t_num.index(9))            # ➀>> 1
print(t_num.index(9, 2, 5))      # ➁>> 3

# count()メソッド
print(t_num.count(9))            # ➂>> 2

t_str = ('ABC', 'DEF', 'FHI')
t_num = (123, 456, 789)


# in演算子 ----------------------------------------------------

print('ABC' in t_str)     # ➀>> True
print('Python' in t_str)  # ➁>> False


# +演算子によるタプルの連結 -----------------------------------

print( t_str + t_num )    # ➂>> ('ABC', 'DEF', 'FHI', 123, 456, 789)
print(t_str)              # >> ('ABC', 'DEF', 'FHI')
print(t_num)              # >> (123, 456, 789)


# *演算子によるタプルの連結繰り返し ---------------------------

print(t_num * 3)         # ➃>> (123, 456, 789, 123, 456, 789, 123, 456, 789)
print(t_num)             # >> (1, 2, 3)

# 2つの同じ要素をもつオブジェクトを定義 ------------
TupleA = (1, 2, 3)
TupleB = (1, 2, 3)

#---------------------------------------------------

print(TupleA == TupleB)     # ➀>> True
print(TupleA is TupleB)     # ➁>> False

# 同じオブジェクトを "TupleC" 割り当てる
TupleC = TupleA

print(TupleA == TupleC)     # ➂>> True
print(TupleA is TupleC)     # ➃>> True

# オブジェクトIDを確認する
print(id(TupleA))           # ➄>> 2870183696888
print(id(TupleB))           # ➅>> 2870183697928
print(id(TupleC))           # ➆>> 2870183696888