Python的可变类型与不可变类型

Posted 2021-01-04 pypysee

Python的每个对象都分为可变和不可变，主要的核心类型中，数字、字符串、元组是不可变的，列表、字典是可变的。

 

对不可变类型的变量重新赋值，实际上是重新创建一个不可变类型的对象，并将原来的变量重新指向新创建的对象（如果没有其他变量引用原有对象的话（即引用计数为0），原有对象就会被回收）。

 

不可变类型以int类型为例:实际上 i += 1 并不是真的在原有的int对象上+1，而是重新创建一个value为6的int对象，i引用自这个新的对象。

>>> i = 5
>>> i += 1
>>> i
6

通过id函数查看变量i的内存地址进行验证（使用hex(id(i)) 可以查看16进制的内存地址）

>>> i = 5
>>> i += 1
>>> i
6
>>> id(i)
140243713967984
>>> i += 1
>>> i
7
>>> id(i)
140243713967960

可以看到执行 i += 1 时，内存地址都会变化，因为int 类型是不可变的。

再改改代码，但多个int类型的变量值相同时，看看它们内存地址是否相同。

>>> i = 5
>>> j = 5
>>> id(i)
140656970352216
>>> id(j)
140656970352216
>>> k = 5
>>> id(k)
140656970352216
>>> x = 6
>>> id(x)
140656970352192
>>> y = 6
>>> id(y)
140656970352192
>>> z = 6
>>> id(z)
140656970352192

对于不可变类型int，无论创建多少个不可变类型，只要值相同，都指向同个内存地址。同样情况的还有比较短的字符串。

对于其他类型则不同，以浮点类型为例，从代码运行结果可以看出它是个不可变类型：对i的值进行修改后，指向新的内存地址。

>>> i = 1.5
>>> id(i)
140675668569024
>>> i = i + 1.7
>>> i
3.2
>>> id(i)
140675668568976

修改代码声明两个相同值的浮点型变量，查看它们的id，发现它们并不是指向同个内存地址，这点和int类型不同（这方面涉及Python内存管理机制，Python对int类型和较短的字符串进行了缓存，无论声明多少个值相同的变量，实际上都指向同个内存地址。）。

>>> i = 2.5
>>> id(i)
140564351733040
>>> j = 2.5
>>> id(j)
140564351733016

 

可变类型的话，以list为例。list在append之后，还是指向同个内存地址，因为list是可变类型，可以在原处修改。

>>> a = [1, 2, 3]
>>> id(a)
4385327224
>>> a.append(4)
>>> id(a)
4385327224

改改代码，当存在多个值相同的不可变类型变量时，看看它们是不是跟可变类型一样指向同个内存地址

>>> a = [1, 2, 3]
>>> id(a)
4435060856
>>> b = [1, 2, 3]
>>> id(b)
4435102392

从运行结果可以看出，虽然a、b的值相同，但是指向的内存地址不同。我们也可以通过b = a 的赋值语句，让他们指向同个内存地址：

>>> a = [1, 2, 3]
>>> id(a)
4435060856
>>> b = [1, 2, 3]
>>> id(b)
4435102392
>>> b = a
>>> id(b)
4435060856

这个时候需要注意，因为a、b指向同个内存地址，而a、b的类型都是List，可变类型，对a、b任意一个List进行修改，都会影响另外一个List的值。

>>> b.append(4)
>>> a
[1, 2, 3, 4]
>>> b
[1, 2, 3, 4]
>>> id(a)
4435060856
>>> id(b)
4435060856

代码中，b变量append(4)，对a变量也是影响的。输出他们的内存地址，还是指向同个内存地址。