2.6 可变对象和不可变对象

Python的数据类型分为可变类型和不可变类型，可变类型的对象的值是可以被修改的，称为可变对象，而不可变类型的对象的值是不可修改的，称为不可变对象。数值类型、str类型、tuple类型都是不可变类型，而list类型、set类型、dict类型等都是可变类型。例如，一个list对象的值是可以修改的，即可以对其中的元素进行修改、删除、添加等操作。例如：

a=[1,2,3]
a[0]=4
print（a）

输出：

[4, 2, 3]

可以看到，变量a引用的list对象的第1个元素被修改了。因为tuple对象是不可修改的，下面代码将产生错误：

t=（1,2,3）
t[0]=4

产生了类型错误“TypeError: 'tuple' object does not support item assignment”。

但下面代码不会有任何错误：

t=（1,2,3）
print（t）
t=（4,5,6）
print（t）

输出：

（1, 2, 3）
（4, 5, 6）

上述代码中的变量名分别指向了不同的tuple对象，而它们指向的tuple对象本身并没有被修改。

前面讲过，变量是对象的引用，也就是说，变量仅是对象的别名，而不是对象本身。当变量t引用不可修改的tuple对象（1,2,3）时，这个tuple对象不可修改，但可以对变量名t重新赋值，如“t=（4,5,6）”使变量t又引用了这个新的tuple对象。

可以通过下面代码进一步理解上述内容：

x="hello"
y=x
print（x is y）        #x, y指向同一个不可修改对象hello
print（id（x）, id（y））
x="world"          #x引用了新对象world，而并未修改对象hello
print（y）             #y仍然引用的是对象hello
print（x）             #x引用的是新对象world
print（id（x）, id（y））

输出：

True
17939718919841793971891984
hello
world
17939718914801793971891984

可以看到，变量x前后指向的是不同的对象，而并未修改变量x指向的对象。

同样，执行复合赋值语句，如“x+=1”等，并不修改x指向的对象，而是让x指向新创建的对象。例如：

x=2
y=x        #y和x指向了同1个对象2
print（id（x）, "\t", id（y））
x+=1         #x+1等价于x=x+1。因为x指向的int对象是不可修改的（immutable）
              #用x+1的结果给x赋值，就是让x变量名指向这个新的结果值对象
print（x）
print（y）
print（id（x）, "\t", id（y））

其中，“x+=1”使得x引用了新对象，而并没有修改原来x引用的不可变对象“2”。

输出：

1717202432    1717202432
3
2
1717202464    1717202432

如果1个变量指向的是1个可修改的（mutable）对象，那么可以通过这个变量修改它指向的对象，而这个时候并不会创建新对象。例如：

a=[2,3]
b=a        #b和a都是list对象[2,3]的引用
a[0]=4     #修改a指向的list对象的第1个元素
print（a）
print（b）
print（id（a））
print（id（b））
b[1]=7
print（a）
print（b）

输出：

[4, 3]
[4, 3]
2214058333320
2214058333320
[4, 7]
[4, 7]

可以看出，上述代码修改a、b指向的list对象的元素，并没有修改a、b本身。因此，a、b始终指向的是同1个对象，无论变量指向的是1个可修改的对象还是不可修改的对象，给这个变量赋值都会使这个变量引用其他的对象。例如：

a=[2,3]
print（id（a））
a=[4,5]
print（id（a））

输出：

1810380911112
1810363678280

再看下面的代码：

a=（1, [2,3], 4）
b=a
#a[1]=20       #错：元祖a的元素是不可修改的
print（a[1]）
print（id（a[1]））
a[1][0]=20       #a[1]元素是一个list对象，是可修改的
print（a[1]）
print（id（a[1]））

因为元组a是不可修改的，即不可以修改其内容如元素a[1]的值，即“a[1]=20”将出错，但可以修改a[1]引用的那个可变list对象[2,3]。因此，“a[1][0]=20”是可以修改的。通过输出a[1]的id值，可以发现，作为元素a的元素，a[1]的值没有改变，仍然引用的是原先的list对象，但其引用的list对象内容发生了变化（通过打印a[1]可知道这一点）。以上修改a[1]引用的list对象的。过程如图2-2所示。

图2-2 修改a[1]引用的list对象

总结

● 数据类型分为可变类型和不可变类型，可变类型的对象的值是可修改的，而不可变类型的对象的值是不可修改的。

● 无论变量指向的是一个可修改的对象，还是一个不可修改的对象，给这个变量赋值都会使这个变量引用其他的对象（如创建的新对象）。对变量指向的可变对象的值进行修改不会使变量引用新对象，只是修改变量引用的对象的值。