Bài 6: Tuples - Bộ Dữ Liệu Bất Biến

Mục Tiêu Bài Học

Sau khi hoàn thành bài này, bạn sẽ:

✅ Hiểu tuple là gì và tính chất immutable
✅ Tạo và truy cập tuple
✅ Sử dụng tuple packing và unpacking
✅ Phân biệt tuple vs list
✅ Biết khi nào nên dùng tuple

Tuple Là Gì?

Tuple là một collection có thứ tự, không thể thay đổi (immutable), và cho phép các phần tử trùng lặp.

# Tuple với dấu ngoặc tròn ()fruits = ("apple", "banana", "orange")numbers = (1, 2, 3, 4, 5)mixed = (1, "Hello", 3.14, True) print(type(fruits))  # <class 'tuple'>

Immutable - Không thể thay đổi:

my_tuple = (1, 2, 3) # Không thể thay đổi phần tử# my_tuple[0] = 10  # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment # Không thể thêm hoặc xóa# my_tuple.append(4)  # AttributeError# my_tuple.remove(1)  # AttributeError # Nhưng có thể tạo tuple mớinew_tuple = my_tuple + (4, 5)print(new_tuple)  # (1, 2, 3, 4, 5)

Tạo Tuple

Cách 1: Dùng Dấu Ngoặc Tròn ()

# Tuple thông thườngcolors = ("red", "green", "blue")numbers = (1, 2, 3, 4, 5) # Empty tupleempty = ()print(len(empty))  # 0 # Single element tuple (cần dấu phẩy!)single = (5,)       # ✅ Tuplenot_tuple = (5)     # ❌ Này là int, không phải tuple! print(type(single))     # <class 'tuple'>print(type(not_tuple))  # <class 'int'> # Multi-line tupleperson = (    "Alice",    25,    "alice@example.com",    "USA")

Cách 2: Không Cần Dấu Ngoặc (Tuple Packing)

# Tuple packing - tự động tạo tuplecoordinates = 10, 20, 30print(type(coordinates))  # <class 'tuple'>print(coordinates)        # (10, 20, 30) # Thường dùng trong returndef get_user():    return "Alice", 25, "alice@example.com" user = get_user()print(user)  # ('Alice', 25, 'alice@example.com')

Cách 3: tuple() Constructor

# Từ listmy_list = [1, 2, 3]my_tuple = tuple(my_list)print(my_tuple)  # (1, 2, 3) # Từ stringchars = tuple("Python")print(chars)  # ('P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n') # Từ rangenumbers = tuple(range(5))print(numbers)  # (0, 1, 2, 3, 4)

Truy Cập Phần Tử

Giống như list, tuple hỗ trợ indexing và slicing.

Indexing

fruits = ("apple", "banana", "orange", "mango", "grape")#          0        1         2         3        4       (positive)#         -5       -4        -3        -2       -1       (negative) # Positive indexingprint(fruits[0])   # appleprint(fruits[2])   # orange # Negative indexingprint(fruits[-1])  # grapeprint(fruits[-2])  # mango # Nested tuplenested = ((1, 2), (3, 4), (5, 6))print(nested[0])      # (1, 2)print(nested[0][1])   # 2print(nested[2][0])   # 5

Slicing

numbers = (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) # [start:stop]print(numbers[2:5])    # (2, 3, 4)print(numbers[:3])     # (0, 1, 2)print(numbers[5:])     # (5, 6, 7, 8, 9) # [start:stop:step]print(numbers[::2])    # (0, 2, 4, 6, 8)print(numbers[::-1])   # (9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0) # Negative indicesprint(numbers[-3:])    # (7, 8, 9)

Tuple Packing và Unpacking

Tuple Packing

Packing là gộp nhiều giá trị thành một tuple.

# Packingpoint = 10, 20print(point)  # (10, 20) # Function return multiple valuesdef get_stats(numbers):    return min(numbers), max(numbers), sum(numbers) stats = get_stats([1, 2, 3, 4, 5])print(stats)  # (1, 5, 15)

Tuple Unpacking

Unpacking là gán từng phần tử của tuple cho các biến riêng.

# Basic unpackingpoint = (10, 20)x, y = pointprint(f"x={x}, y={y}")  # x=10, y=20 # Unpacking trong one linename, age, email = ("Alice", 25, "alice@example.com")print(name)   # Aliceprint(age)    # 25print(email)  # alice@example.com # Swap variablesa, b = 10, 20a, b = b, a  # Swap dùng tuple unpackingprint(a, b)  # 20 10

Unpacking với * (Extended Unpacking)

# * để lấy phần còn lạifirst, *rest = (1, 2, 3, 4, 5)print(first)  # 1print(rest)   # [2, 3, 4, 5] # Lấy first và lastfirst, *middle, last = (1, 2, 3, 4, 5)print(first)   # 1print(middle)  # [2, 3, 4]print(last)    # 5 # Skip values với _first, _, third, *_ = (1, 2, 3, 4, 5)print(first, third)  # 1 3 # Unpacking trong looppeople = [    ("Alice", 25),    ("Bob", 30),    ("Charlie", 35)] for name, age in people:    print(f"{name} is {age} years old")

Tuple Operations

Concatenation và Repetition

# Concatenation với +tuple1 = (1, 2, 3)tuple2 = (4, 5, 6)result = tuple1 + tuple2print(result)  # (1, 2, 3, 4, 5, 6) # Repetition với *pattern = ("A", "B")repeated = pattern * 3print(repeated)  # ('A', 'B', 'A', 'B', 'A', 'B') # ❌ Không thể dùng +=, *= trực tiếp (tạo tuple mới)my_tuple = (1, 2)my_tuple = my_tuple + (3,)  # Phải gán lạiprint(my_tuple)  # (1, 2, 3)

Membership Test

fruits = ("apple", "banana", "orange") # in operatorprint("apple" in fruits)      # Trueprint("grape" in fruits)      # Falseprint("grape" not in fruits)  # True # Nested tuplematrix = ((1, 2), (3, 4), (5, 6))print((3, 4) in matrix)  # True

Comparison

# Lexicographical comparisonprint((1, 2, 3) < (1, 2, 4))     # Trueprint((1, 2, 3) == (1, 2, 3))    # Trueprint(("a", "b") < ("a", "c"))   # True # So sánh element đầu tiên trướcprint((2, 0) > (1, 100))         # True (2 > 1)

Tuple Methods

Tuple chỉ có 2 methods vì immutable.

1. count() - Đếm phần tử

numbers = (1, 2, 2, 3, 2, 4, 2, 5) count = numbers.count(2)print(count)  # 4 # Đếm trong nested tuplenested = ((1, 2), (3, 4), (1, 2))print(nested.count((1, 2)))  # 2

2. index() - Tìm vị trí

fruits = ("apple", "banana", "orange", "banana") # Tìm index đầu tiênpos = fruits.index("banana")print(pos)  # 1 # Tìm từ vị trí cụ thểpos2 = fruits.index("banana", 2)  # Tìm từ index 2print(pos2)  # 3 # Lỗi nếu không tìm thấy# fruits.index("grape")  # ValueError! # Cách an toànif "grape" in fruits:    pos = fruits.index("grape")else:    print("Not found")

Built-in Functions với Tuple

numbers = (5, 2, 8, 1, 9, 3) # len() - Độ dàiprint(len(numbers))  # 6 # min(), max() - Nhỏ nhất, lớn nhấtprint(min(numbers))  # 1print(max(numbers))  # 9 # sum() - Tổngprint(sum(numbers))  # 28 # sorted() - Sắp xếp (trả về list!)sorted_nums = sorted(numbers)print(sorted_nums)   # [1, 2, 3, 5, 8, 9]print(type(sorted_nums))  # <class 'list'> # Trả về tuple thì phải convertsorted_tuple = tuple(sorted(numbers))print(sorted_tuple)  # (1, 2, 3, 5, 8, 9) # any(), all()print(any(numbers))  # True (có ít nhất 1 truthy)print(all(numbers))  # True (tất cả truthy) bools = (True, False, True)print(any(bools))    # Trueprint(all(bools))    # False

Tuple vs List

Feature	Tuple	List
Syntax	`()`	`[]`
Mutable	❌ Immutable	✅ Mutable
Performance	⚡ Nhanh hơn	🐌 Chậm hơn
Memory	💾 Ít hơn	💾 Nhiều hơn
Methods	2 methods	11+ methods
Use Case	Fixed data	Dynamic data
Hash	✅ Hashable	❌ Not hashable

import sys # Memory comparisonmy_list = [1, 2, 3, 4, 5]my_tuple = (1, 2, 3, 4, 5) print(f"List size: {sys.getsizeof(my_list)} bytes")print(f"Tuple size: {sys.getsizeof(my_tuple)} bytes")# Tuple nhỏ hơn! # Hashable - tuple có thể làm dictionary key# List không thể!point_dict = {    (0, 0): "Origin",    (1, 1): "Point A",    (2, 2): "Point B"}print(point_dict[(0, 0)])  # Origin # ❌ List không làm được# bad_dict = {[0, 0]: "Origin"}  # TypeError!

Khi nào dùng Tuple:

✅ Data không thay đổi (coordinates, RGB colors, dates)
✅ Function return multiple values
✅ Dictionary keys
✅ Protect data from modification
✅ Performance critical (faster than list)

Khi nào dùng List:

✅ Data cần thay đổi (add, remove, modify)
✅ Unknown size
✅ Cần methods như append(), remove(), sort()

Named Tuples

Named tuples là tuple với tên field, giống struct.

from collections import namedtuple # Define named tuplePoint = namedtuple('Point', ['x', 'y']) # Tạo instancep1 = Point(10, 20)p2 = Point(x=30, y=40) # Truy cập bằng tên (readable!)print(p1.x, p1.y)  # 10 20 # Vẫn truy cập được bằng indexprint(p1[0], p1[1])  # 10 20 # Unpacking vẫn hoạt độngx, y = p1print(x, y)  # 10 20 # Immutable như tuple thông thường# p1.x = 100  # AttributeError! # Use case: PersonPerson = namedtuple('Person', ['name', 'age', 'email'])alice = Person("Alice", 25, "alice@example.com") print(alice.name)   # Aliceprint(alice.age)    # 25print(alice.email)  # alice@example.com # Convert to dictprint(alice._asdict())# {'name': 'Alice', 'age': 25, 'email': 'alice@example.com'}

Ví Dụ Thực Tế

1. RGB Color System

# RGB colors as tuplesRED = (255, 0, 0)GREEN = (0, 255, 0)BLUE = (0, 0, 255)WHITE = (255, 255, 255)BLACK = (0, 0, 0) def mix_colors(color1, color2):    """Mix 2 RGB colors (average)"""    r1, g1, b1 = color1    r2, g2, b2 = color2        r = (r1 + r2) // 2    g = (g1 + g2) // 2    b = (b1 + b2) // 2        return (r, g, b) purple = mix_colors(RED, BLUE)print(f"Purple: RGB{purple}")  # Purple: RGB(127, 0, 127) yellow = mix_colors(RED, GREEN)print(f"Yellow: RGB{yellow}")  # Yellow: RGB(127, 127, 0)

2. Database Records

# Database row as tuple (immutable)records = [    (1, "Alice", "alice@example.com", 25),    (2, "Bob", "bob@example.com", 30),    (3, "Charlie", "charlie@example.com", 35)] # Process recordsprint("User List:")for user_id, name, email, age in records:    print(f"  [{user_id}] {name:<10} ({age}) - {email}") # Filter by ageyoung_users = [r for r in records if r[3] < 30]print(f"\nUsers under 30: {len(young_users)}") # Sort by agesorted_records = sorted(records, key=lambda x: x[3])print("\nSorted by age:")for record in sorted_records:    print(f"  {record[1]}: {record[3]} years old")

3. Coordinate System

# 2D points as tuplespoints = [    (0, 0),    # Origin    (3, 4),    (1, 1),    (5, 12),    (8, 15)] def distance_from_origin(point):    """Calculate distance from origin"""    x, y = point    return (x**2 + y**2) ** 0.5 # Calculate distancesprint("Distances from origin:")for point in points:    dist = distance_from_origin(point)    print(f"  {point} -> {dist:.2f}") # Find closest point to originclosest = min(points, key=distance_from_origin)print(f"\nClosest point: {closest}") # Find farthest pointfarthest = max(points, key=distance_from_origin)print(f"Farthest point: {farthest}")

4. Function Return Multiple Values

def analyze_list(numbers):    """Analyze list and return stats as tuple"""    if not numbers:        return None        total = sum(numbers)    count = len(numbers)    average = total / count    minimum = min(numbers)    maximum = max(numbers)        return (total, count, average, minimum, maximum) # Use the functiondata = [85, 90, 78, 92, 88, 76, 95]result = analyze_list(data) if result:    total, count, avg, min_val, max_val = result    print(f"Count: {count}")    print(f"Total: {total}")    print(f"Average: {avg:.2f}")    print(f"Range: {min_val} - {max_val}")

5. Config Settings

# Configuration as tuple (immutable, prevent accidental changes)DATABASE_CONFIG = (    "localhost",    # host    5432,          # port    "mydb",        # database    "user",        # username    "password"     # password) # Unpack confighost, port, db, user, password = DATABASE_CONFIG def connect_database():    """Simulate database connection"""    print(f"Connecting to {db} at {host}:{port}")    print(f"Username: {user}")    return f"Connected to {host}:{port}/{db}" connection = connect_database()print(connection) # ✅ Config không thể bị thay đổi accidentally# DATABASE_CONFIG[0] = "newhost"  # TypeError!

Bài Tập Thực Hành

Bài 1: Tuple Operations

Tạo 2 tuples:

t1 = (1, 2, 3)
t2 = (4, 5, 6)
Nối chúng
Lặp lại t1 3 lần
Kiểm tra 3 có trong t1 không

Bài 2: Swap Variables

Viết chương trình swap 3 variables:

a = 1, b = 2, c = 3
Sau swap: a = 2, b = 3, c = 1

Bài 3: Statistics Function

Viết function get_stats(numbers) return tuple:

(min, max, average, median)

Bài 4: Point Distance

Cho list points (tuples), tìm:

2 điểm gần nhau nhất
2 điểm xa nhau nhất

Bài 5: Named Tuple

Tạo named tuple Student với:

name, age, grade
Tạo list 5 students
Sort by grade
Tìm student cao điểm nhất

Tóm Tắt

✅ Tuple: ordered, immutable, allow duplicates
✅ Syntax: () hoặc không cần ngoặc
✅ Single element: (5,) cần dấu phẩy
✅ Packing: point = 10, 20
✅ Unpacking: x, y = point
✅ Methods: count(), index()
✅ Faster và ít memory hơn list
✅ Named tuples: readable code

Bài Tiếp Theo

Bài 7: Dictionaries - Key-value pairs, dictionary methods, và dictionary comprehension.

Remember:

Tuples are immutable - không thể thay đổi sau khi tạo
Dùng tuple cho data cố định (coordinates, colors, config)
Tuple unpacking rất mạnh mẽ và pythonic
Named tuples cho code readable hơn
Tuple nhanh hơn list - dùng khi không cần modify!

#tuples

Tuples - Bộ Dữ Liệu Bất Biến Trong Python