Python中可变和不可变对象的深入讲解

目录
  • 前置知识
  • 有哪些可变对象，哪些不可变对象？
  • 不可变对象和可变对象的区别？
    • 不可变对象的应用场景
  • 从内存角度出发说下有什么区别？
    • 不可变对象
    • 可变对象
  • 从代码角度看看区别
    • 不可变对象-整型
    • 不可变对象-字符串
    • 不可变对象-元组
    • 可变对象列表
  • Python 函数的参数传递
    • 概念
    • 参数传递不可变对象
    • 参数传递可变对象
  • 总结

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 是不可变对象，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

到此这篇关于Python中可变和不可变对象的文章就介绍到这了,更多相关Python可变和不可变对象内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！

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