【Python】可变对象和不可变对象

在 Python 中一切都可以看作为对象。每个对象都有各自的 id, type 和 value。

1. id: 当一个对象被创建后，它的 id 就不会在改变，这里的 id 其实就是对象在内存中的地址，可以使用 id() 去查看对象在内存中地址。
2. type: 和 id 一样当对象呗创建之后，它的 type 也不能再被改变，type 决定了该对象所能够支持的操作
3. value: 对象的值

一个对象可变与否就在于 value 值是否支持改变。

不可变对象

常见的不可变对象(immutable objects):

1. Number: int, float, complex
2. string
3. tuple
4. frozenset:set 的另外一种类型

让我们通过例子感受一下

例子

>>> x=1
>>> y=x
>>> id(x)==id(y)
True
>>> id(1)==id(y)
True

这里创建了两个 int 对象，并且让 x,y 指向同一个对象，然后我们试着修改一下 x,让 x+1

>>>x=x+1

这个时候 x 的 id 值和 y 的 id 以及 1 的 id 还一样吗？

>>> x=x+1
>>> id(x)==id(y)
False
>>> id(x)==id(1)
False
>>> id(1)==id(y)
True

从结果不难看出来，x 所指向的对象已经改变了，但是 1 并没有改变。这就是不可变对象，对于不可变对象来说，一旦创建之后就不允许被改变。

注意: 不可变并不严格等同绝对的不可变

>>> a=([1],2,3)
>>> id(a)
4338862696
>>> id(a[0])
4338949128
>>> a[0][0]=0
>>> id(a)
4338862696
>>> id(a[0])
4338949128

从上面的例子不难看出，我们改变了 a[0] 的值，但是并没有影响它的 id 值。一个不可变容器对象如果包含对可变对象的引用，当后者的值改变时，前者的值也会改变；但是该容器仍属于不可变对象，因为它的 id 值不会改变的。

可变对象

常见的可变对象(mutable objects):

1. list
2. dict
3. set

同样的通过例子感受一下

例子

>>> c = [1,2,3]
>>> b = c
>>> id(b)==id(c)
True

创建两个 list 对象，并且让 c,d 指向同一个对象，然后我们试着修改一下 c

c[0]=4

这个时候在看一下两个对象的 id 值是否一致

>>> id(c)==id(b)
True

修改之后，c,d 仍然指向同一个对象，所以不难得出结论,对于一个可变对象来说，修改 value 值并不会对它的 id 造成任何影响

函数参数

对于可变对象和不可变对象，他们两者在函数当作参数传递的时候表现也有所不同

例子

eg0

def update_list(nums_list):
    print(f'2 id:{id(nums_list)}')
    nums_list += [10]
    print(f'3 id:{id(nums_list)}')

    
number_list = [5, 6]
print(f'1:{number_list}, id:{id(number_list)}')      
update_list(number_list)
print(f'4:{number_list}, id:{id(number_list)}') 

看一下结果

1:[5, 6], id:4457707912
2 id:4457707912
3 id:4457707912
4:[5, 6, 10], id:4457707912

在看另外一个例子

eg1

def add_num(number):
    print(f'2:{id(number)}')
    number += 1
    print(f'3:{id(number)}')


num = 1
print(f'1:{num}, id:{id(num)}')      
add_num(num)
print(f'4:{num}, id:{id(num)}')      

看一下结果

1:1, id:4343768416
2 id:4343768416
3 id:4343768448
4:1, id:4343768416

有其他有些文章中，上面 eg0 被称为引用传递，eg1 被称为值传递。然而在官方文档中，并没有找到有关的这两个名词的任何内容，或者这种方式并不是上述的两者任意一种。

这里的重点是：对于可变对象，在函数中的值的改变，会导致对象改变；对于不可变对象，在函数中值的改变，对其不会造成任何影响

参考

Does Python pass by value, or pass by reference?

Is Python call-by-value or call-by-reference? Neither.