Python中的可變對象和不可變對象
什麼是可變/不可變對象
- 不可變對象,該對象所指向的內存中的值不能被改變。當改變某個變量時候,由於其所指的值不能被改變,相當於把原來的值複製一份後再改變,這會開闢一個新的地址,變量再指向這個新的地址。
- 可變對象,該對象所指向的內存中的值可以被改變。變量(準確的說是引用)改變後,實際上是其所指的值直接發生改變,並沒有發生複製行爲,也沒有開闢新的出地址,通俗點說就是原地改變。
Python中,數值類型(int
和float
)、字符串str、元組tuple都是不可變類型。而列表list、字典dict、集合set是可變類型。
還是看代碼比較直觀。先看不可變對象
不可變對象的例子
先說明一點is
就是判斷兩個對象的id是否相同, 而 ==
判斷的則是內容是否相同。
a = 2
b = 2
c = a + 0
c += 0
print(id(a), id(b), id(2)) # id都相同
print(c is b) #True
再來看字符串
astr = 'good'
bstr = 'good'
cstr = astr + ''
print(cstr is bstr) # True
print(id(astr), id(bstr), id('good')) # 三個id相同
和數值類型的結果一樣。如果是下面這種情況,變量修改後不在是good
astr = 'good'
print(id(astr))
astr += 'aa'
print(id(astr)) # id和上面的不一樣
由於是不可變對象,變量對應內存的值不允許被改變。當變量要改變時,實際上是把原來的值複製一份後再改變,開闢一個新的地址,astr再指向這個新的地址(所以前後astr的id不一樣),原來astr對應的值因爲不再有對象指向它,就會被垃圾回收。這對於int和float類型也是一樣的。
再看tuple
add = (1, 2, 3)
aee = (1, 2, 3)
print(id(add), id(aee), id((1, 2, 3))) # id各不相同
aee = (1, 2, 3)
print(id(aee))
aee += () # 加空元組
print(id(aee)) # id變了!
print(aee) #(1 ,2,3)
雖然看上去都是(1 ,2, 3)
按理說應該和上面一致纔對。難道這是可變對象?再看
add = (1, 2, 3)
aee = add
print(id(aee), id(add)) # 這兩個id一樣
aee += (4, 5, 6)
print(id(aee)) # aee的id變了!
print(add) # add還是(1, 2, 3)沒有變
又和數值類型於str類型一致了。如果是可變對象add = aee
,它們指向同一地址(id相同)是肯定的。但不是同一對象的不同引用,因爲如果是的話,aee的改變會引起add的改變,再tuple中並不是這樣。所以tuple是不可變對象,但又和str和數值類型稍微有點區別。平常說的tuple不可變更多時候是指裏面存放的值不能被改變(有些特殊情況,如tuple裏面存放了list,可改變list裏的元素。但實際上這個tuple並沒有被改變)。
對於str、int、float
只要在它們再類型相同的情況下,值也相同,那麼它們的id相同。(爲什麼要說類型相同?)
a = 2.0
b = 2
print(a is b) # False, 一個int一個float,類型都不同
2和2.0就不在一個地址上。
可變對象的例子
lis = [1, 2, 3]
lis2 = [1, 2, 3]
# 雖然它們的內容一樣,但是它們指向的是不同的內存地址
print(lis is lis2)
print(id(lis), id(lis2), id([1, 2, 3])) # 三個id都不同
再看賦值的情況下
alist = [1, 2, 3]
# alist實際上是對對象的引用,blist = alist即引用的傳遞,現在兩個引用都指向了同一個對象(地址)
blist = alist
print(id(alist), id(blist)) # id一樣
# 所以其中一個變化,會影響到另外一個
blist.append(4)
print(alist) # 改變blist, alist也變成了[1 ,2 ,3 4]
print(id(alist), id(blist)) # id一樣,和上面值沒有改變時候的id也一樣
blist = alist
這一句。alist
實際上是對對象的引用,blist = alist
即引用的傳遞,現在兩個引用都指向了同一個對象(地址)。所以其中一個變化,會影響到另外一個。
再看看set
abb = {1, 2, 3}
acc = abb
print(id(abb), id(acc))
acc.add(4)
print(abb) # {1, 2, 3, 4}
print(id(abb), id(acc)) # 相等
和上面list的例子一致。
可變對象由於所指對象可以被修改,所以無需複製一份之後再改變,直接原地改變,所以不會開闢新的內存,改變前後id不變。
當然不可變對象就不是這樣了, 可以和這個對比一下
abc = 3
dd = abc
dd = 43
print(abc) # 3,並不隨dd的改變而改變
但是如果是拷貝,就僅僅是將內容拷貝過去,傳遞的並是不引用。這在想使用列表的值又不想修改原列表的時候特別有用。
blist = alist[:] # or alist.copy()
print(alist is blist) # False
blist.append(4)
print(alist) # 還是[1,2 ,3]沒有變化
作爲函數參數
作爲函數參數,也是一樣的,可變類型傳遞的是引用,不可變類型傳遞的是內容。
test_list = [1, 2, 3, 4]
test_str = 'HAHA'
def change(alist):
alist.append(5)
def not_change(astr):
astr.lower()
change(test_list)
not_change(test_str)
print(test_list) # 改變了原來的值
print(test_str) # 沒有變
當然了,如果不想改變原來列表的值,參數可以傳入列變的拷貝。alsit[:]