tuple и set: фиксированная запись и коллекция без повторов

Что мы изучим?#

Ещё две структуры данных, у каждой своя «суперсила»:

• tuple (кортеж) — как список, но фиксированный: после создания его нельзя изменить.
• set (множество) — коллекция без повторов и без порядка, которая позволяет очень быстро проверить, есть ли в ней значение.

Зачем это нужно?#

• tuple подходит для данных, которые представляют одну запись с фиксированной структурой: точка (x, y), дата (2026, 10, 6), строка из базы данных (7, "Dana", 24). В темах бэкенда и баз данных каждая строка, которая возвращается из базы данных, будет приходить как tuple! Неизменяемость гарантирует, что никакой код не изменит запись «по ошибке».
• set подходит для случаев, когда нужна уникальность: сколько разных пользователей зашло сегодня на сайт? Какие теги у поста? Кто записан сразу на два курса?

Объяснение с основ#

tuple#

tuple — упорядоченная последовательность значений, которую нельзя изменить (Immutable). После создания нельзя добавлять, удалять или заменять элементы.

• Записывается в круглых скобках: (1, 2, 3).
• Доступ к элементам как у списка: point[0], point[-1], len(point), in.
• Нет append, нет remove и нельзя присвоить значение элементу.

Распаковка (Unpacking): tuple можно «распаковать» прямо в переменные:

student = ("Dana", 24, "Haifa")
name, age, city = student

Мы уже пользовались этим незаметно: for name, age in attempts: и for position, name in enumerate(...).

set#

set — коллекция уникальных значений:

• Без повторов — добавление уже существующего значения ничего не делает.
• Без порядка — индексов нет. my_set[0] — ошибка. Порядок при печати может быть любым.
• Изменяемый — можно добавлять и удалять.
• Очень быстрая проверка in, даже при миллионе элементов. В списке in идёт элемент за элементом.
• Записывается в фигурных скобках: {1, 2, 3}. Но пустое множество создают через set(), потому что {} — это пустой dict (следующий урок).

Операции над множествами#

Синтаксис#

# tuple
point = (3, 5)
single = (7,)              # a tuple with ONE item needs a comma!
x, y = point               # unpacking
point[0]                   # 3

# set
tags = {"python", "web"}
empty_set = set()          # NOT {} - that is an empty dict
tags.add("api")            # add one item
tags.remove("web")         # remove (KeyError if missing)
tags.discard("xyz")        # remove if present, no error if missing
"python" in tags           # fast membership test
unique = set([1, 1, 2])    # {1, 2} - remove duplicates from a list

a | b    # union
a & b    # intersection
a - b    # difference

Первый пример кода#

week-2/tuples_demo.py:

student = ("Dana", 24, "Haifa")

print("Full record:", student)
print("Name:", student[0])
print("Fields:", len(student))

name, age, city = student
print(name, "is", age, "and lives in", city)

student[1] = 25

Вывод:

Full record: ('Dana', 24, 'Haifa')
Name: Dana
Fields: 3
Dana is 24 and lives in Haifa
Traceback (most recent call last):
  File "tuples_demo.py", line 10, in <module>
    student[1] = 25
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

Разбор кода построчно#

Хотите «изменить» tuple? Создайте новый: student = (student[0], 25, student[2]).

Ещё один пример#

Анализ посетителей сайта с помощью set. week-2/visitors.py:

monday_visits = ["dana", "avi", "dana", "noa", "avi", "dana"]
tuesday_visits = ["noa", "yossi", "rina", "noa"]

monday = set(monday_visits)
tuesday = set(tuesday_visits)

print("Monday page views:", len(monday_visits))
print("Monday unique visitors:", len(monday), monday)

print("Visited on both days:", monday & tuesday)
print("Visited on any day:", monday | tuesday)
print("Only on Monday:", monday - tuesday)

tuesday.add("dana")
tuesday.add("noa")
print("Tuesday after adds:", len(tuesday), "unique")
print("Did yossi visit on Monday?", "yossi" in monday)

Вывод (порядок элементов внутри {} у вас может отличаться):

Monday page views: 6
Monday unique visitors: 3 {'avi', 'noa', 'dana'}
Visited on both days: {'noa'}
Visited on any day: {'dana', 'yossi', 'rina', 'avi', 'noa'}
Only on Monday: {'avi', 'dana'}
Tuesday after adds: 4 unique
Did yossi visit on Monday? False

Разбор:

• set(monday_visits) — превращает список в множество, и повторы исчезают: 6 просмотров, 3 посетителя.
• monday & tuesday — пересечение: только тот, кто есть в обоих (noa).
• monday | tuesday — объединение: все, кто заходил, каждый по одному разу.
• monday - tuesday — разность: заходили в понедельник и не заходили во вторник.
• tuesday.add("noa") — noa уже есть, поэтому ничего не происходит. Добавилась только dana, и их стало 4 (noa, yossi, rina, dana).

Что когда использовать? Сравнительная таблица#

Типичная ошибка#

Ошибка 1: tuple из одного элемента без запятой.

colors = ("red")
print(type(colors))

<class 'str'>

Одни скобки — просто арифметические скобки, как (2 + 3). Чтобы создать tuple из одного элемента: ("red",). tuple создаёт запятая, а не скобки.

Ошибка 2: {} как пустое множество.

seen = {}
seen.add("dana")

AttributeError: 'dict' object has no attribute 'add'

{} — пустой dict. Пустое множество = set().

Ошибка 3: ожидать порядок или индекс в set.

names = {"dana", "avi"}
print(names[0])

TypeError: 'set' object is not subscriptable

У set нет «первого». Если нужен порядок, превратите его в отсортированный список: sorted(names).

Ошибка 4: распаковка с несовпадающим числом переменных.

name, age = ("Dana", 24, "Haifa")

ValueError: too many values to unpack (expected 2)

Практика#

Упражнения опираются только на то, что пройдено в этом уроке и в предыдущих. Сначала попробуйте сами, и только потом открывайте решение.

Упражнение 1: Распаковка#

student = ("Dana", 24, "Haifa")

Распакуйте tuple в три переменные одной строкой и напечатайте о них предложение. Затем попробуйте изменить возраст на 25 — что произойдёт?

Ожидаемый вывод:

Dana is 24 and lives in Haifa

student = ("Dana", 24, "Haifa")

name, age, city = student
print(name, "is", age, "and lives in", city)

Dana is 24 and lives in Haifa

Упражнение 2: Функция, которая возвращает два значения#

Напишите функцию min_max(numbers), которая возвращает tuple из наименьшего и наибольшего. Распакуйте результат в две переменные.

lowest, highest = min_max([40, 3, 99, 17])
print(lowest, highest)

Ожидаемый вывод:

3 99

def min_max(numbers):
    return (min(numbers), max(numbers))


lowest, highest = min_max([40, 3, 99, 17])
print(lowest, highest)

3 99

Упражнение 3: Уникальные посетители#

visits = ["dana", "avi", "dana", "noa", "avi", "dana"]

Напечатайте, сколько было просмотров, сколько было разных посетителей и заходил ли "tom".

Ожидаемый вывод:

6 views
3 visitors
False

visits = ["dana", "avi", "dana", "noa", "avi", "dana"]

unique = set(visits)
print(len(visits), "views")
print(len(unique), "visitors")
print("tom" in unique)

6 views
3 visitors
False

Упражнение 4: Операции над множествами#

football = {"dana", "avi", "noa", "tom"}
chess = {"noa", "rina", "tom", "yossi"}

1. Кто состоит в обоих кружках?
2. Кто только в футболе?
3. Сколько всего разных детей?

Напечатайте ответы 1 и 2 отсортированными, чтобы порядок был фиксированным.

Ожидаемый вывод:

['noa', 'tom']
['avi', 'dana']
6

football = {"dana", "avi", "noa", "tom"}
chess = {"noa", "rina", "tom", "yossi"}

print(sorted(football & chess))
print(sorted(football - chess))
print(len(football | chess))

['noa', 'tom']
['avi', 'dana']
6

Упражнение 5: list, tuple или set?#

Для каждого случая — какую структуру вы бы использовали? Объясните.

1. Координаты точки на карте: широта и долгота.
2. Список задач, в который вы добавляете и из которого удаляете, по порядку.
3. Адреса электронной почты всех зарегистрировавшихся — без повторов.
4. Очередь на кассе в супермаркете.

Итоги#

• tuple ( , ) — упорядоченный, нельзя изменить. Подходит для записи с фиксированной структурой. Один элемент: (x,).
• Распаковка: a, b = (1, 2). Так возвращают и получают несколько значений из функции.
• set { } — без повторов, без порядка, без индекса. Пустое множество = set().
• set(list) убирает повторы. in для множества очень быстрый.
• Операции над множествами: | объединение, & пересечение, - разность.
• В темах бэкенда и баз данных строки из базы данных будут возвращаться как tuple.

Официальная документация#

• Python Tutorial — Tuples and Sequences
• Python Tutorial — Sets
• Built-in Types — Set Types