Pythonの可変オブジェクトと不変オブジェクトについて詳しく解説

Pythonの可変オブジェクトと不変オブジェクト

可変/不変オブジェクトとは

• 不変オブジェクト、オブジェクトが指すメモリ内の値は変更できません。 変数を変更する場合、参照する値は変更できないため、元の値をコピーして変更することと同じになり、新しいアドレスが開かれ、変数はこの新しいアドレスを指します。

• Mutable オブジェクト。オブジェクトが指すメモリ内の値は変更できます。 変数 (正確には参照) が変更された後、それが参照する値は実際には直接変更され、コピーは行われず、新しい送信アドレスは開かれません。平たく言えば、その場で変更されるということです。

Python では、

数値型 (int と float)、文字列 str、タプル tuple はすべて不変型です。リスト、ディクショナリ、セットは変数タイプです。 int和float）、字符串str、元组tuple都是不可变类型。而列表list、字典dict、集合set是可变类型。

还是看代码比较直观。先看不可变对象

不可变对象的例子

先说明一点is 就是判断两个对象的id是否相同， 而 == 判断的则是内容是否相同。

a = 2b = 2c = a + 0 c += 0print(id(a), id(b), id(2))  # id都相同print(c is b) #True

再来看字符串

astr = 'good'bstr = 'good'cstr = astr + ''print(cstr is bstr) # Trueprint(id(astr), id(bstr), id('good'))  # 三个id相同

和数值类型的结果一样。如果是下面这种情况，变量修改后不在是good

astr = 'good'print(id(astr))
astr += 'aa'print(id(astr)) # id和上面的不一样

由于是不可变对象，变量对应内存的值不允许被改变。当变量要改变时，实际上是把原来的值复制一份后再改变，开辟一个新的地址，astr再指向这个新的地址（所以前后astr的id不一样），原来astr对应的值因为不再有对象指向它,就会被垃圾回收。这对于int和float类型也是一样的。

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 += () # 加空元组print(id(aee))  # id变了！print(aee)  #（1 ，2，3）

虽然看上去都是(1 ,2, 3)按理说应该和上面一致才对。难道这是可变对象？再看

add = (1, 2, 3)
aee = add 
print(id(aee), id(add)) # 这两个id一样aee += (4, 5, 6)print(id(aee)) # aee的id变了！print(add) # add还是(1, 2, 3)没有变

又和数值类型于str类型一致了。如果是可变对象add = aee，它们指向同一地址（id相同）是肯定的。但不是同一对象的不同引用，因为如果是的话，aee的改变会引起add的改变，再tuple中并不是这样。所以tuple是不可变对象，但又和str和数值类型稍微有点区别。平常说的tuple不可变更多时候是指里面存放的值不能被改变（有些特殊情况，如tuple里面存放了list，可改变list里的元素。但实际上这个tuple并没有被改变）。

对于str、int、float只要在它们再类型相同的情况下，值也相同，那么它们的id相同。（为什么要说类型相同？）

a = 2.0b = 2print(a is b)  # False, 一个int一个float，类型都不同

2和2.0就不在一个地址上。

可变对象的例子

lis = [1, 2, 3]
lis2 = [1, 2, 3]# 虽然它们的内容一样，但是它们指向的是不同的内存地址print(lis is lis2)print(id(lis), id(lis2), id([1, 2, 3]))  # 三个id都不同

再看赋值的情况下

alist = [1, 2, 3]# alist实际上是对对象的引用，blist = alist即引用的传递，现在两个引用都指向了同一个对象（地址）blist = alistprint(id(alist), id(blist))  # id一样# 所以其中一个变化，会影响到另外一个blist.append(4)print(alist)  # 改变blist, alist也变成了[1 ,2 ,3 4]print(id(alist), id(blist))  # id一样，和上面值没有改变时候的id也一样

blist = alist这一句。alist实际上是对对象的引用，blist = alist即引用的传递，现在两个引用都指向了同一个对象（地址）。所以其中一个变化，会影响到另外一个。

再看看set

abb = {1, 2, 3}
acc = abbprint(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。

可变对象由于所指对象可以被修改，所以无需复制一份之后再改变，直接原地改变，所以不会开辟新的内存，改变前后id不变。

当然不可变对象就不是这样了, 可以和这个对比一下

abc = 3dd = abc
dd = 43print(abc)  # 3，并不随dd的改变而改变

但是如果是拷贝，就仅仅是将内容拷贝过去，传递的并是不引用。这在想使用列表的值又不想修改原列表的时候特别有用。

blist = alist[:]  # or alist.copy()print(alist is blist)  # Falseblist.append(4)print(alist)  # 还是[1，2 ，3]没有变化

作为函数参数

作为函数参数，也是一样的，可变类型传递的是引用，不可变类型传递的是内容。

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)  # 改变了原来的值print(test_str)  # 没有变

当然了，如果不想改变原来列表的值，参数可以传入列变的拷贝。alsit[:]

有趣的例子

再看一个有趣的例子，我们知道list是可以使用+添加一个列表的。

a1 = [1, 2, 3]
a2 = a1print(id(a1), id(a2))# 实际上是a2指向了新的对象，id已经改变。# 所以现在a2、a1并不是同一对象的两个引用了，a2变化a1不会改变a2 = a2 + [4] # 这个等式中，右边的a2还是和a1的id一样的，一旦赋值成功，a2就指向新的对象print(id(1), id(a2))  # 不等，a2的id变化了print(a1) # [1, 2, 3]没有变

如果是这样写

a1 = [1, 2, 3]
a2 = a1print(id(a1), id(a2))
a2 += [4]  # 相当于调用了a2.extend([4]),原地改变并没有新的对象产生print(id(1), id(a2))  # 相等，a2的id没有变化print(a1)

不同的地方在于a2 += [4]，这句相当于调用了a2.extend([4])

コードを見るとより直感的です。まず不変オブジェクトの例を見てみましょう🎜🎜不変オブジェクト🎜🎜🎜 まず最初に、== の間、<code>is は 2 つのオブジェクトの ID が同じかどうかを判断することであることを説明しましょう。 は内容が同じかどうかを判断します。 🎜🎜

rrreee

🎜文字列 🎜

rrreee

を見てください。結果は数値型と同じです。次の状況が発生した場合、変数はもはや good ではありません🎜

rrreee

🎜🎜 不変オブジェクトであるため、変数に対応するメモリの値は変数を変更することはできません。変数を変更する場合、実際には元の値がコピーされてから変更され、新しいアドレスが開かれ、astr はこの新しいアドレスを指します（したがって、前と前の astr の ID は異なります）。元の astr は異なります。別のオブジェクトがそれを指している場合、それはガベージ コレクションされるからです。 🎜これはint型とfloat型の場合も同様です。 🎜🎜タプルをもう一度見てください🎜

rrreee

🎜それらはすべて (1,2, 3) であるように見えますが、その上。これは可変オブジェクトですか?もう一度見てください 🎜

rrreee

🎜 は、数値型と str 型と一致しています。それが可変オブジェクト add = aee である場合、それらが同じアドレス (同じ ID) を指していることは確実です。ただし、これは同じオブジェクトへの異なる参照ではありません。そうである場合、aee の変更により add の変更が発生しますが、タプルの場合はそうではありません。したがって、タプルは不変オブジェクトですが、str 型や数値型とは少し異なります。タプルの不変性は、通常、そこに格納されている値が変更できないことを意味します (🎜タプルに格納されたリストなど、一部の特殊なケースでは、リスト内の要素は変更できます。しかし実際には、タプルは変更されていません)変わりました🎜）。 🎜🎜 str、int、float の場合、同じ型と同じ値を持つ限り、それらの ID は同じになります。 (なぜ同じ型だと言えるのでしょうか?) 🎜

rrreee

🎜2 と 2.0 は同じアドレスにありません。 🎜🎜変数オブジェクトの例🎜

rrreee

🎜代入の場合を見てみましょう🎜

rrreee

🎜blist = alistこの文。 🎜<code>alist は実際にはオブジェクトへの参照であり、blist = alist は参照の転送であり、両方の参照が同じオブジェクト (アドレス) を指すようになりました。したがって、一方の変更は他方にも影響します。 🎜🎜🎜set を見てください🎜

rrreee

🎜上記のリストの例と一致しています。 🎜🎜 指定されたオブジェクトは変更できるため、コピーを作成して変更する必要はなく、その場で直接変更できるため、新しいメモリが開かれることはなく、変更の前後で ID は変わりません。 🎜🎜 もちろん、これは不変オブジェクトの場合には当てはまりません。🎜

rrreee

🎜 ただし、コピーの場合は、コンテンツをコピーして渡すだけです。参照なしで。 🎜これは、元のリストを変更せずにリストの値を使用したい場合に特に便利です。 🎜🎜

rrreee

🎜関数のパラメータとして🎜🎜 関数のパラメータとして、変数型は参照を渡し、不変型はコンテンツを渡します。 🎜

rrreee

🎜 もちろん、元のリストの値を変更したくない場合は、パラメータを列変数のコピーで渡すことができます。 alsit[:]🎜🎜興味深い例🎜🎜別の興味深い例を見ると、+ を使用してリストをリストに追加できることがわかります。 🎜

rrreee

🎜このように書くと 🎜

rrreee

🎜違いは a2 += [4] の場合、この文は <code>a2.extend([4]) を呼び出すことと同等であり、その場で変更することと同等であり、新しいオブジェクトは生成されません。 🎜

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