Python - 可变和不可变对象
前置知识
- 在 Python 中，一切皆为对象
- Python 中不存在值传递，一切传递的都是对象的引用，也可以认为是传址
有哪些可变对象，哪些不可变对象？
- 不可变对象：字符串、元组、数字（int、float）
- 可变对象：数组、字典、集合
不可变对象和可变对象的区别？
- 可变对象：改变对象内容，对象在内存中的地址不会被改变
- 不可变对象：改变对象内容，对象在内存中的地址会被改变；如果必须存储一个不同的值，则必须创建新的对象
不可变对象的应用场景
它们在需要常量哈希值的地方起着重要作用，例如作为字典中的键
从内存角度出发说下有什么区别？
不可变对象
- Python 中的变量有一个内存空间
- 具体的数据（对象）也有一个内存空间
- 而变量保存（指向）的是存储数据（对象）的内存地址，一般也叫对象引用
- 不可变对象是指对象内容本身不可变
- 变的是：改变了值，会创建新对象，然后变量改变了对象引用，指向了新对象，旧对象会被垃圾回收
可变对象
变的是：原来对象的内容，不会创建新对象，而变量也还是指向原对象
从代码角度看看区别
不可变对象-整型
a = 123 b = a print(id(a)) print(id(b)) print(a, b) a += 2 print(id(a)) print(id(b)) print(a, b) # 输出结果 4473956912 4473956912 123 123 4473956976 4473956912 125 123
- 从前两次打印可以看到，a、b 变量保存的内存地址是同一个，他们们都保存了 123 的内存地址（123 对象的引用）
- 预期情况：在 a 做了加法赋值运算之后，既然他们一开始都是指向同一个内存地址，按道理修改 123 后，他们也应该仍然指向同一个内存地址呀，但是并没有！
- 实际情况：a 指向了新的内存地址，而 b 仍然指向旧的内存地址，所以他们的值也不一样
可以看看下面的图
首先，这是一个内存区域
原理
- 因为数字（int、float） 是不可变对象，所以不能在 123 的内存地址上直接修改数据
- 加法赋值，实际上是将原来的 123 复制了一份到新的内存地址，然后再做加法，得到一个新的值 125，最后 a 再指向新的内存地址
不可变对象-字符串
a = "test" b = a print(id(a)) print(id(b)) print(a, b) a += "123" print(id(a)) print(id(b)) print(a, b) # 输出结果 4455345392 4455345392 test test 4455818288 4455345392 test123 test
不可变对象-元组
a = (1, 2, 3) b = a print(id(a)) print(id(b)) print(a, b) a = a + a print(id(a)) print(id(b)) print(a, b) # 输出结果 4455410240 4455410240 (1, 2, 3) (1, 2, 3) 4455359200 4455410240 (1, 2, 3, 1, 2, 3) (1, 2, 3)
可变对象列表
# 列表 a = [1, 2, 3] b = a print(id(a)) print(id(b)) print(a, b) a += [4, 5, 6] print(a, b) print(id(a)) print(id(b)) # 输出结果 4327665856 4327665856 [1, 2, 3, 4, 5, 6] [1, 2, 3, 4, 5, 6] 4327665856 4327665856
能看到 a 变量修改值之后，b 的值也随之修改了
可以看看下面的图
- 因为 list 是可变对象，所以并不会将原来的值复制到新的内存地址再改变，而是直接在原来的内存地址上修改数据
- 因为 a、b 都是指向原来的内存地址的，所以 a、b 变量保存的内存地址是一致的（对象引用是一致的），当然值也是一样的啦
Python 函数的参数传递
这里先提前讲下函数的入门，因为参数传递是个挺重要的点
概念
- 开头有讲到，Python 的一切传递都是对象的引用，函数参数传递也不例外
- 当传递给函数的是一个变量，实际上传递的是变量保存的对象引用（变量指向的内存地址）
- 在函数内部修改变量时，会根据变量指向的内存地址，去修改对应的值才对，事实真是如此吗
参数传递不可变对象
# 函数 def test_no_define(age, name): age = 123 name = "poloyy" print(age, name) age = 1 name = "yy" print(age, name) test_no_define(age, name) print(age, name) # 输出结果 1 yy 123 poloyy 1 yy
参数传递可变对象
# 函数 def test_define(dicts, sets): dicts['age'] = 24 sets.pop() print(dicts, sets) dicts = {"age": 123} sets = {1, 2} print(dicts, sets) test_define(dicts, sets) print(dicts, sets) # 输出结果 1 yy {'age': 123} {1, 2} {'age': 24} {2} {'age': 24} {2}
总结
- 当函数参数传递的变量是不可变对象的时候，函数内改变变量值，函数外的变量不会随之改变
- 当函数参数传递的变量是可变对象的时候，函数内改变变量值，函数外的变量会随之改变
