Python 中的可變和不可變對(duì)象

一、文字描述可變和不可變對(duì)象

• 在 Python 中，一切皆為對(duì)象
• Python 中不存在值傳遞，一切傳遞的都是對(duì)象的引用，也可以認(rèn)為是傳址
  

1、可變與不可變對(duì)象歸類

• 不可變對(duì)象：字符串、元組、數(shù)字（int、float）
• 可變對(duì)象：數(shù)組、字典、集合
  

2、可變與可變對(duì)象的區(qū)別

• 可變對(duì)象：改變對(duì)象內(nèi)容，對(duì)象在內(nèi)存中的地址不會(huì)被改變
• 不可變對(duì)象：改變對(duì)象內(nèi)容，對(duì)象在內(nèi)存中的地址會(huì)被改變；如果必須存儲(chǔ)一個(gè)不同的值，則必須創(chuàng)建新的對(duì)象
  

3、不可變對(duì)象的應(yīng)用場景

它們在需要常量哈希值的地方起著重要作用，例如作為字典中的鍵

從內(nèi)存角度出發(fā)說下有什么區(qū)別？

不可變對(duì)象：

• Python 中的變量有一個(gè)內(nèi)存空間
• 具體的數(shù)據(jù)（對(duì)象）也有一個(gè)內(nèi)存空間
• 而變量保存（指向）的是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)（對(duì)象）的內(nèi)存地址，一般也叫對(duì)象引用
• 不可變對(duì)象是指對(duì)象內(nèi)容本身不可變
• 變的是：改變了值，會(huì)創(chuàng)建新對(duì)象，然后變量改變了對(duì)象引用，指向了新對(duì)象，舊對(duì)象會(huì)被垃圾回收
  

可變對(duì)象：

變的是：原來對(duì)象的內(nèi)容，不會(huì)創(chuàng)建新對(duì)象，而變量也還是指向原對(duì)象

二、代碼角度區(qū)別

1、不可變對(duì)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)


# 輸出結(jié)果
4473956912
4473956912
123 123
4473956976
4473956912
125 123

• 從前兩次打印可以看到，a、b 變量保存的內(nèi)存地址是同一個(gè)，他們們都保存了 123 的內(nèi)存地址（123 對(duì)象的引用）
• 預(yù)期情況：在 a 做了加法賦值運(yùn)算之后，既然他們一開始都是指向同一個(gè)內(nèi)存地址，按道理修改 123 后，他們也應(yīng)該仍然指向同一個(gè)內(nèi)存地址呀，但是并沒有！
• 實(shí)際情況：a 指向了新的內(nèi)存地址，而 b 仍然指向舊的內(nèi)存地址，所以他們的值也不一樣
  

可以看看下面的圖

首先，這是一個(gè)內(nèi)存區(qū)域

原理：

• 因?yàn)閿?shù)字（int、float） 是不可變對(duì)象，所以不能在 123 的內(nèi)存地址上直接修改數(shù)據(jù)
• 加法賦值，實(shí)際上是將原來的 123 復(fù)制了一份到新的內(nèi)存地址，然后再做加法，得到一個(gè)新的值 125，最后 a 再指向新的內(nèi)存地址
  

2、不可變對(duì)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)


# 輸出結(jié)果
4455345392
4455345392
test test
4455818288
4455345392
test123 test

3、不可變對(duì)象-元組

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)


# 輸出結(jié)果
4455410240
4455410240
(1, 2, 3) (1, 2, 3)
4455359200
4455410240
(1, 2, 3, 1, 2, 3) (1, 2, 3)

4、可變對(duì)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))


# 輸出結(jié)果
4327665856
4327665856
[1, 2, 3, 4, 5, 6] [1, 2, 3, 4, 5, 6]
4327665856
4327665856

能看到 a 變量修改值之后，b 的值也隨之修改了

可以看看下面的圖

• 因?yàn)?list 是不可變對(duì)象，所以并不會(huì)將原來的值復(fù)制到新的內(nèi)存地址再改變，而是直接在原來的內(nèi)存地址上修改數(shù)據(jù)
• 因?yàn)?a、b 都是指向原來的內(nèi)存地址的，所以 a、b 變量保存的內(nèi)存地址是一致的（對(duì)象引用是一致的），當(dāng)然值也是一樣的啦
  

三、Python 函數(shù)的參數(shù)傳遞

這里先提前講下函數(shù)的入門，因?yàn)閰?shù)傳遞是個(gè)挺重要的點(diǎn)

概念：

• 開頭有講到，Python 的一切傳遞都是對(duì)象的引用，函數(shù)參數(shù)傳遞也不例外
• 當(dāng)傳遞給函數(shù)的是一個(gè)變量，實(shí)際上傳遞的是變量保存的對(duì)象引用（變量指向的內(nèi)存地址）
• 在函數(shù)內(nèi)部修改變量時(shí)，會(huì)根據(jù)變量指向的內(nèi)存地址，去修改對(duì)應(yīng)的值才對(duì)，事實(shí)真是如此嗎
  

1、參數(shù)傳遞不可變對(duì)象

# 函數(shù)
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)


# 輸出結(jié)果
1 yy
123 poloyy
1 yy
 

2、參數(shù)傳遞可變對(duì)象

# 函數(shù)
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)


# 輸出結(jié)果
1 yy
{'age': 123} {1, 2}
{'age': 24} {2}
{'age': 24} {2}

總結(jié)：

• 當(dāng)函數(shù)參數(shù)傳遞的變量是不可變對(duì)象的時(shí)候，函數(shù)內(nèi)改變變量值，函數(shù)外的變量不會(huì)隨之改變
• 當(dāng)函數(shù)參數(shù)傳遞的變量是可變對(duì)象的時(shí)候，函數(shù)內(nèi)改變變量值，函數(shù)外的變量會(huì)隨之改變

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