了解 Python 变量:什么是可变的，什么是不可变的?

Python 中最基本的概念之一是可变对象和不可变对象之间的区别，它经常让初学者（甚至经验丰富的开发人员）感到困惑。了解这些类型的工作原理对于掌握 Python 和编写高效、无错误的代码至关重要。

Python 中的变量是什么？

在 Python 中，变量本质上是引用存储在内存中的数据的标签。将值分配给变量时，将创建对该值的引用，而不是副本。例如：

x = 42

这里， x 是对存储在内存中某个位置的整数 42 的引用。如果 您稍后分配：

y = x

x 和 y 都引用相同的 42。这个概念对于理解可变对象和不可变对象之间的区别至关重要。

可变与不可变：有什么区别？

在 Python 中，每个对象（无论是数字、字符串、列表等）都被归类为可变或不可变。

不可变对象

不可变对象在创建后无法更改。如果尝试修改它，Python 将在内存中创建一个新对象并引用该新对象。常见的不可变对象包括：

o 整数 （int）

o 浮点数 （float）

o 字符串 （str）

o Tuples （元组）

o 布尔值 （bool）

让我们看一个例子：

a = 10
b = a
a = 20
print(b)  # Output: 10

在上面的代码中，当 a 被分配一个新值 （20） 时，Python 不会改变值 10，而是创建一个新的整数对象 （20） 并分配 a 指向它。变量 b 仍然引用原始 10。

可变对象

另一方面，可变对象可以在创建后进行更改。这意味着，如果修改可变对象，则是在原地修改它，而不是创建新对象。常见的可变对象包括：

o 列表 （list）

o 词典 （dict）

o 套 （set）

o 用户定义的类 （默认）

下面是一个使用列表的示例：

my_list = [1, 2, 3]
another_list = my_list
my_list.append(4)
print(another_list)  # Output: [1, 2, 3, 4]

请注意，修改 my_list 后，更改将反映在 another_list 中，因为这两个变量都引用内存中的同一对象。

为什么这很重要？

了解可变对象和不可变对象之间的区别至关重要，因为它会影响代码的行为方式，尤其是在将变量传递到函数时。

函数参数和可变性

当将不可变对象（如数字或字符串）传递给函数时，Python 会传递对该对象的引用。但是，由于对象是不可变的，因此函数中的任何修改都会创建一个新对象，而不是更改原始对象。

def modify_value(num):
    num += 10

x = 5
modify_value(x)
print(x)  # Output: 5

变量 x 保持 5，因为整数是不可变的。现在，看看可变对象会发生什么：

def modify_list(lst):
    lst.append(4)

my_list = [1, 2, 3]
modify_list(my_list)
print(my_list)  # Output: [1, 2, 3, 4]

在这里，my_list 被修改，因为列表是可变的，并且该函数会就地更改列表。

潜在陷阱

当在函数中使用可变默认参数时，会出现一个常见问题：

def add_item(item, items=[]):
    items.append(item)
    return items

print(add_item(1))  # Output: [1]
print(add_item(2))  # Output: [1, 2]
print(add_item(3))  # Output: [1, 2, 3]

由于列表是可变的，因此默认参数项在函数调用中保持不变。更好的方法是：

def add_item(item, items=None):
    if items is None:
        items = []
    items.append(item)
    return items

结论

了解可变性对于编写干净、高效的 Python 代码至关重要。了解哪些对象是可变的，哪些对象是不可变的，这有助于您避免意外的副作用、优化性能并编写符合预期行为的函数。根据经验：

o 对不应更改的值使用不可变类型。

o 当需要就地修改或更新数据时，请使用可变类型。

通过掌握可变对象和不可变对象之间的区别，将更深入地了解 Python 的内部工作原理，从而获得更高效和可维护的代码。