Python对象可变性 · Learning Notes

Python中的变量保存对对象的引用。判断一次修改会影响谁，需要同时看对象是否允许原地改变，以及多个变量是否指向同一个对象。

定义

对象创建后允许原地改变内容的，称为可变对象；创建后内容不能原地改变，只能产生另一个对象并重新绑定的，称为不可变对象。

变量赋值b = a绑定的是对象引用。若a指向可变对象，b也指向同一对象，那么通过任一变量原地修改，两个变量都会观察到变化。若对象不可变，例如字符串，运算会产生新对象并让变量指向新对象，原对象保持不变。

“不可变”描述对象自身能否原地改变，不表示对象引用的所有子对象都不可变。例如元组t = ([1],) 中的列表仍可执行t[0].append(2)，因为这里修改的是列表；而t[0] = [2] 试图替换元组保存的引用，会抛出TypeError。

赋值b = a创建的是别名，不会复制对象。需要独立列表时，可以使用浅复制b = a[:] 或b = list(a)。浅复制会建立新的外层列表，但列表中的元素引用仍与原列表相同。

1
a = [1, 2]
2
b = a
3
b.append(3)
4
print(a)  # [1, 2, 3]

不可变对象上的“修改”会重新绑定变量：

1
s = "ab"
2
t = s
3
t += "c"
4
print(s)  # ab
5
print(t)  # abc

t += "c" 没有改变原来那个字符串，而是创建一个新字符串并让t指向它，因此s看到的仍是ab。

修改共享列表

a = [1, 2]、b = a后，a is b为真。执行b.append(3) 后，两个变量都看到 [1, 2, 3]，因为它们引用同一个列表对象。

切片建立独立外层列表

a = [1, 2]、b = a[:] 后，a is b为假。执行b.append(3) 只改变b，a仍是 [1, 2]。如果列表元素本身也是可变对象，浅复制后两个外层列表仍可能共享这些子对象。

元组内的可变元素

在t = ([1],) 中，t[0].append(2) 合法，结果中元组的第一个引用仍指向同一个列表；t[0] = [2] 不合法，因为它要替换元组保存的引用。

切换共享引用、复制列表和字符串重新绑定，观察变量箭头指向的对象何时相同。

比较共享的可变对象、独立副本和不可变对象的重新绑定。