Python（または不変のデータ型）にタプルが必要なのはなぜですか？

私はいくつかのPythonチュートリアル（Dive Into Pythonなど）と、Python.orgの言語リファレンスを読みました-言語にタプルが必要な理由がわかりません。

タプルにはリストやセットと比較してメソッドがありません。タプルをセットまたはリストに変換してソートできるようにする必要がある場合、そもそもタプルを使用する意味は何ですか？

不変性？

変数が最初に割り当てられたときとは異なるメモリ内の場所にある場合、なぜ誰かが気にするのですか？Pythonにおけるこの不変性のビジネス全体は、過度に強調されているようです。

C / C ++では、ポインタを割り当てて有効なメモリを指す場合、使用する前にアドレスがnullでない限り、アドレスの場所は気にしません。

その変数を参照するときはいつでも、ポインターがまだ元のアドレスを指しているかどうかを知る必要はありません。私はnullをチェックしてそれを使用する（または使用しない）だけです。

Pythonでは、文字列（またはタプル）を割り当ててxに割り当て、次に文字列を変更すると、元のオブジェクトであるかどうかを気にするのはなぜですか？変数が私のデータを指している限り、それだけが重要です。

>>> x='hello'
>>> id(x)
1234567
>>> x='good bye'
>>> id(x)
5432167

x それでも私が必要なデータを参照していますが、なぜそのIDが同じか異なるかを誰かが気にする必要があるのですか？

1. 不変オブジェクトは、大幅な最適化を可能にします。これがおそらく、文字列もJavaで不変であり、Pythonとほぼ同じ時期に個別に開発され、真に機能する言語ではほぼすべてが不変である理由です。

2. 特にPythonでは、不変のものだけがハッシュ可能です（したがって、セットのメンバー、または辞書のキー）。繰り返しますが、これは最適化をもたらしますが、「実質的」（はるかに変更可能なオブジェクトを格納するまともなハッシュテーブルを設計すること）よりもはるかに悪夢です-ハッシュするとすぐにすべてのコピーを取得するか、オブジェクトのハッシュかどうかをチェックする悪夢あなたが最後にそれを参照して以来、変わっています。

最適化問題の例：

$ python -mtimeit '["fee", "fie", "fo", "fum"]'
1000000 loops, best of 3: 0.432 usec per loop
$ python -mtimeit '("fee", "fie", "fo", "fum")'
10000000 loops, best of 3: 0.0563 usec per loop

上記の回答のいずれも、タプルとリストの本当の問題を指摘していません。これは、Pythonの新しい多くの人が完全に理解していないようです。

タプルとリストはさまざまな目的で使用されます。リストには同種のデータが格納されます。次のようなリストを作成できます。

["Bob", "Joe", "John", "Sam"]

リストを正しく使用するのは、リストがすべて同種のデータ、特に人の名前であるためです。しかし、このようなリストを取ってください：

["Billy", "Bob", "Joe", 42]

そのリストは一人のフルネームと彼らの年齢です。これは1つのタイプのデータではありません。その情報を格納する正しい方法は、タプルまたはオブジェクトのいずれかです。いくつかあるとしましょう：

[("Billy", "Bob", "Joe", 42), ("Robert", "", "Smith", 31)]

タプルとリストの不変性と変異性は主な違いではありません。リストは、ファイル、名前、オブジェクトなど、同じ種類のアイテムのリストです。タプルは、さまざまなタイプのオブジェクトをグループ化したものです。それらにはさまざまな用途があり、多くのPythonプログラマーはタプルの目的をリストで乱用します。

しないでください。

編集：

このブログ投稿は、なぜこれが私よりも優れていると思うのかを説明していると思います：http : //news.e-scribe.com/397

タプルをセットまたはリストに変換してソートできるようにする必要がある場合、そもそもタプルを使用する意味は何ですか？

この特定のケースでは、おそらく意味がありません。これはタプルの使用を検討するケースの1つではないため、これは問題ではありません。

ご指摘のとおり、タプルは不変です。不変の型を持つ理由はタプルに適用されます。

• コピー効率：不変オブジェクトをコピーするのではなく、エイリアスを設定できます（変数を参照にバインドします）
• 比較効率：参照によるコピーを使用している場合、コンテンツではなく場所を比較することで2つの変数を比較できます。
• インターン：不変値のコピーを最大1つ格納する必要がある
• 並行コード内の不変オブジェクトへのアクセスを同期する必要はありません
• constの正確性：一部の値は変更できません。これが（私にとって）不変型の主な理由です。

特定のPython実装では、上記の機能のすべてを利用できない場合があることに注意してください。

ディクショナリキーは不変である必要があります。そうでない場合、キーオブジェクトのプロパティを変更すると、基になるデータ構造の不変条件が無効になる可能性があります。したがって、タプルはキーとして潜在的に使用できます。これはconstの正当性の結果です。

Dive Into Pythonの「Introducing tuples」も参照してください。

オブジェクトを辞書のキーとして使用したい場合があります

それだけの価値があるために、タプルは最近（2.6以上）成長しindex()、count()メソッド

同じ基本データ構造（配列）に対して2つの完全に別個の型を使用するのは扱いにくい設計であることが常にわかりますが、実際には実際の問題ではありません。（すべての言語にはイボがあり、Pythonが含まれていますが、これは重要なものではありません。）

変数が最初に割り当てられたときとは異なるメモリ内の場所にある場合、なぜ誰かが気にするのですか？Pythonにおけるこの不変性のビジネス全体は、過度に強調されているようです。

これらは異なるものです。可変性は、メモリに格納されている場所とは関係ありません。それが指すものは変更できないことを意味します。

Pythonオブジェクトは、作成後、変更可能かどうかにかかわらず、場所を変更できません。（より正確には、id（）の値は変更できません。実際には同じです。）可変オブジェクトの内部ストレージは変更される可能性がありますが、これは隠された実装の詳細です。

>>> x='hello'
>>> id(x)
1234567
>>> x='good bye'
>>> id(x)
5432167

これは変数を変更（「変更」）するものではありません。同じ名前で新しい変数を作成し、古い変数を破棄しています。変更操作と比較してください。

>>> a = [1,2,3]
>>> id(a)
3084599212L
>>> a[1] = 5
>>> a
[1, 5, 3]
>>> id(a)
3084599212L

他の人が指摘したように、これにより、配列を辞書のキーとして、および不変性を必要とする他のデータ構造を使用することができます。

辞書のキーは完全に不変である必要はないことに注意してください。キーとして使用される部分のみが不変である必要があります。一部の用途では、これは重要な違いです。たとえば、ユーザーを表すクラスを使用して、一意のユーザー名で等価性とハッシュを比較できます。次に、クラスの他の変更可能なデータをハングさせます。「ユーザーはログインしています」など。これは等価性やハッシュに影響しないため、これをディクショナリのキーとして使用することは可能で完全に有効です。これはPythonではあまり必要ではありません。いくつかの人々が、キーは「不変」である必要があると主張しているが、それは部分的にのみ正しいので、私はそれを指摘するだけです。ただし、C ++のマップとセットでこれを何度も使用しています。

グニブラーがコメントで提供したように、グイドは意見を持っていました完全に受け入れられていない/認められていないをます：「リストは同種データ用であり、タプルは異種データ用です」。もちろん、反対者の多くはこれを、リストのすべての要素が同じ型でなければならないことを意味すると解釈しました。

私はそれを別の方法で見るのが好きです。他の人が過去に持っていたのとは異なりません：

blue= 0, 0, 255
alist= ["red", "green", blue]

type（alist [1]）！= type（alist [2]）であっても、alistは同種と見なすことに注意してください。

要素の順序を変更でき、コードに問題がない場合（たとえば、「並べ替える必要がある」などの想定を除いて）、リストを使用する必要があります。そうでない場合（blue上記のタプルのように）、タプルを使用する必要があります。

渡されるオブジェクトが変更されないことを呼び出し元に保証するため、これらは重要です。これを行う場合：

a = [1,1,1]
doWork(a)

呼び出し元は、呼び出し後のaの値を保証しません。しかしながら、

a = (1,1,1)
doWorK(a)

これで、このコードの呼び出し側または読み取り側として、あなたはaが同じであることを知っています。このシナリオでは、常にリストのコピーを作成してそれを渡すことができますが、今では、より意味のある言語構成を使用する代わりに、サイクルを無駄にしています。

あなたはこれについてのいくつかの議論のためにここを見ることができます

質問（およびフォローアップコメント）は、割り当て中にid（）が変更されるかどうかに焦点を当てています。不変のオブジェクトの置き換えと変更可能なオブジェクトの変更の違いという、それ自体の違いではなく、この後続の影響に焦点を当てることは、おそらく最善のアプローチではありません。

先に進む前に、以下に示す動作がPythonに期待する動作であることを確認してください。

>>> a1 = [1]
>>> a2 = a1
>>> print a2[0]
1
>>> a1[0] = 2
>>> print a2[0]
2

この場合、a1にのみ新しい値が割り当てられていても、a2の内容は変更されました。次とは対照的です。

>>> a1 = (1,)
>>> a2 = a1
>>> print a2[0]
1
>>> a1 = (2,)
>>> print a2[0]
1

後者の場合、リストの内容を更新するのではなく、リスト全体を置き換えました。タプルなどの不変タイプでは、これが許可される唯一の動作です。

なぜこれが問題なのですか？あなたが口述を持っているとしましょう：

>>> t1 = (1,2)
>>> d1 = { t1 : 'three' }
>>> print d1
{(1,2): 'three'}
>>> t1[0] = 0  ## results in a TypeError, as tuples cannot be modified
>>> t1 = (2,3) ## creates a new tuple, does not modify the old one
>>> print d1   ## as seen here, the dict is still intact
{(1,2): 'three'}

タプルを使用すると、ディクショナリのキーが「その下から」変更されて、別の値にハッシュされるアイテムに変更されることはありません。これは、効率的な実装を可能にするために重要です。