# Семантика списка: однородные данные (гомогенная коллекция)
prices = [1200, 400, 800, 600]

# Семантика кортежа: запись, разнородные данные (гетерогенная коллекция)
user_record = ('Alice', 'developer', 1990, True)

# Позиция в кортеже имеет значение. user_record[0] - это всегда имя.

# Иллюстрация синтаксиса кортежей

empty_tuple = ()             # Пустой кортеж (единственный случай, где скобки обязательны)
not_a_tuple = (42)           # Это просто число int
singleton = (42,)            # А вот это кортеж из одного элемента

# Tuple packing (упаковка без скобок)
packed = 1, 2, 'hello', 4.5  
print(type(packed))          # <class 'tuple'>

# Опасная ошибка с запятой
name = "Alice",              # Случайно поставленная запятая
print(type(name))            # <class 'tuple'> - ОЖИДАЛАСЬ СТРОКА!

# Демонстрация: Mutable inside Immutable

company_data = ('Apple', [100, 200, 300])  # Кортеж содержит неизменяемую строку и ИЗМЕНЯЕМЫЙ список
print("До изменения:", company_data)
print("ID списка:", id(company_data[1]))

# Мы не можем заменить список целиком (ошибка)
# company_data[1] = [400, 500]  <-- TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

# Но мы МОЖЕМ изменить сам список по ссылке
company_data[1].append(400)
company_data[1][0] = 999

print("\nПосле изменения:", company_data)
print("ID списка остался тем же:", id(company_data[1]))

# Это значит, что кортеж физически не изменился (указатели те же),
# но логическое содержимое поменялось.

import sys
import timeit

# 1. Сравнение потребления памяти
list_obj = [1, 2, 3, 4, 5]
tuple_obj = (1, 2, 3, 4, 5)

print(f"Размер списка: {sys.getsizeof(list_obj)} байт")
print(f"Размер кортежа: {sys.getsizeof(tuple_obj)} байт")
# Кортеж весит меньше из-за отсутствия over-allocation

# 2. Сравнение скорости создания
list_time = timeit.timeit(stmt="[1, 2, 3, 4, 5]", number=10_000_000)
tuple_time = timeit.timeit(stmt="(1, 2, 3, 4, 5)", number=10_000_000)

print(f"\nВремя создания 10 млн списков: {list_time:.3f} сек")
print(f"Время создания 10 млн кортежей: {tuple_time:.3f} сек")
# Кортежи создаются быстрее благодаря кэшированию (Free lists) и Constant Folding

# 1. Базовая распаковка и обмен значениями (без временной переменной temp!)
a = 5
b = 10
a, b = b, a  # Под капотом создается кортеж (b, a), который затем распаковывается

# 2. Использование переменной-заглушки '_'
record = ('john_doe', 'john@example.com', '127.0.0.1', '2023-10-25')
username, email, _, _ = record  # Нам нужны только первые два поля

# 3. Расширенная распаковка (Extended Unpacking) со звездочкой '*'
# Извлекаем версию ОС, а остальные параметры собираем в список
os_info = ('Ubuntu', 22.04, 'LTS', 'Jammy Jellyfish', 'Linux')
os_name, version, *tags = os_info

print(f"OS: {os_name}, Version: {version}")
print(f"Tags (list): {tags}")  # Результат: ['LTS', 'Jammy Jellyfish', 'Linux']

# Звездочка в середине
first, *middle, last = (1, 2, 3, 4, 5)
print(f"Middle elements: {middle}") # Результат: [2, 3, 4]

# Использование кортежей как композитных ключей в словаре

# Представим карту игрового мира, где координаты (x, y) - это ключи,
# а значения - объекты на карте.
world_map = {
    (0, 0): "Spawn Point",
    (10, -5): "Treasure Chest",
    (-3, 8): "Enemy Camp"
}

# Быстрый поиск по координатам O(1)
player_pos = (10, -5)
if player_pos in world_map:
    print(f"Вы нашли: {world_map[player_pos]}")

# Демонстрация потери хэшируемости
valid_key = (1, 2, 'string')
print(f"Хэш валидного ключа: {hash(valid_key)}")

invalid_key = (1, 2, [3, 4])  # Внутри изменяемый список
# print(hash(invalid_key))    # <-- Вызовет TypeError: unhashable type: 'list'
# my_dict = {invalid_key: "data"} # <-- Также вызовет ошибку

from collections import namedtuple
from typing import NamedTuple

# 1. Старый подход (collections.namedtuple)
# Создаем класс-фабрику 'Point' с полями x и y
Point2D = namedtuple('Point2D', ['x', 'y'])
p1 = Point2D(10, 20)

print(f"p1.x = {p1.x}")  # Доступ по имени поля
print(f"p1[1] = {p1[1]}") # Доступ по индексу также работает!
x, y = p1                 # Распаковка работает идеально

# 2. Современный подход (typing.NamedTuple) - РЕКОМЕНДУЕТСЯ
class UserProfile(NamedTuple):
    user_id: int
    username: str
    is_active: bool = True  # Можно задавать значения по умолчанию

# Использование
admin = UserProfile(user_id=1, username="super_admin")

print(f"\nПрофиль: {admin.username}, Активен: {admin.is_active}")

# admin.username = "new_name"  # <-- Вызовет AttributeError: can't set attribute
# Именованные кортежи всё так же неизменяемы!

# 1. Встроенные методы кортежей
temps = (12, 14, 15, 12, 11, 14, 12)
print("Количество дней с температурой 12:", temps.count(12))  # Результат: 3
print("Первый раз температура 15 была на индексе:", temps.index(15)) # Результат: 2

# 2. Операции создания новых кортежей
tuple1 = ('a', 'b')
tuple2 = ('c', 'd')
combined = tuple1 + tuple2  # Конкатенация
repeated = ('-',) * 10      # Дублирование
print(combined)             # ('a', 'b', 'c', 'd')

# 3. Возврат "нескольких" значений из функции
def get_user_stats(user_id):
    # Представим запрос к БД
    posts = 42
    likes = 1050
    rating = 4.8
    # Фактически возвращается кортеж (posts, likes, rating)
    return posts, likes, rating  

# Распаковка результата
user_posts, user_likes, user_rating = get_user_stats(777)
print(f"Рейтинг: {user_rating}")

# Использование match/case (Python 3.10+) с кортежами

def process_event(event):
    match event:
        # Ожидаем кортеж из двух элементов: логин и имя
        case ('login', username):
            print(f"Пользователь {username} вошел в систему.")
            
        # Ожидаем кортеж из трех элементов (событие мыши)
        case ('click', x, y):
            print(f"Клик по координатам: X={x}, Y={y}")
            
        # Использование охранного выражения (guard clause)
        case ('error', code, msg) if code >= 500:
            print(f"КРИТИЧЕСКАЯ ОШИБКА СЕРВЕРА [{code}]: {msg}")
            
        case ('error', code, msg):
            print(f"Обычная ошибка [{code}]: {msg}")
            
        # Использование звездного выражения для сбора остатков
        case ('log', level, *tags):
            print(f"Лог уровня {level}. Теги: {tags}")
            
        # Fallback (если ни один шаблон не подошел)
        case _:
            print("Неизвестный формат события.")

# Тестирование системы событий
process_event(('click', 1920, 1080))
process_event(('error', 502, 'Bad Gateway'))
process_event(('log', 'INFO', 'auth', 'success', 'v2'))

# Демонстрация отличий Generator Expression от кортежа

# 1. Попытка создать "Tuple Comprehension"
not_a_tuple = (x for x in range(5))
print("Тип:", type(not_a_tuple))  # <class 'generator'>
print("Размер генератора в памяти:", sys.getsizeof(not_a_tuple)) # Очень маленький (около 100 байт), не зависит от кол-ва элементов

# Генератор исчерпывается!
print("Первый проход:", list(not_a_tuple))
print("Второй проход:", list(not_a_tuple)) # Пусто! Генератор отработал своё.

# 2. Правильное создание кортежа "на лету"
real_tuple = tuple(x for x in range(5))
print("\nТип:", type(real_tuple)) # <class 'tuple'>
print("Размер кортежа:", sys.getsizeof(real_tuple)) # Выделена память под 5 указателей

# Кортеж вечен (пока есть ссылки)
print("Первый проход:", list(real_tuple))
print("Второй проход:", list(real_tuple)) # Данные на месте