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初學(xué)python的時(shí)候，可能會(huì)有很多疑惑，尤其是最先接觸的所謂的“可變數(shù)據(jù)類型”和“不可變數(shù)據(jù)類型”。python與C/C++不一樣，它的變量使用有自己的特點(diǎn)，當(dāng)初學(xué)python的時(shí)候，一定要記住“一切皆為對(duì)象，一切皆為對(duì)象的引用”這句話，其實(shí)這個(gè)特點(diǎn)類似于JAVA，所以在python里面大家也不用擔(dān)心類似于C/C++中的指針的復(fù)雜問題。下面本文將對(duì)python里面的“可變數(shù)據(jù)類型”和“不可變數(shù)據(jù)類型”進(jìn)行分析。
首先，我們需要知道在python中哪些是可變數(shù)據(jù)類型，哪些是不可變數(shù)據(jù)類型?？勺償?shù)據(jù)類型：列表list和字典dict；不可變數(shù)據(jù)類型：整型int、浮點(diǎn)型float、字符串型string和元組tuple。
然后，我們以int和list為例，來看看“可變數(shù)據(jù)類型”和“不可變數(shù)據(jù)類型”到底有什么區(qū)別。
（1）不可變數(shù)據(jù)類型分析。先來看一段程序：
>>> x = 1 >>> id(x) 31106520 >>> y = 1 >>> id(y) 31106520 >>> x = 2 >>> id(x) 31106508 >>> y = 2 >>> id(y) 31106508 >>> z = y >>> id(z) 31106508
>>> x += 2 >>> id(x) 31106484
上面這段程序都是對(duì)不可變數(shù)據(jù)類型中的int類型的操作，id()查看的是當(dāng)前變量的地址值。我們先來看x = 1和y = 1兩個(gè)操作的結(jié)果，從上面的輸出可以看到x和y在此時(shí)的地址值是一樣的，也就是說x和y其實(shí)是引用了同一個(gè)對(duì)象，即1，也就是說內(nèi)存中對(duì)于1只占用了一個(gè)地址，而不管有多少個(gè)引用指向了它，都只有一個(gè)地址值，只是有一個(gè)引用計(jì)數(shù)會(huì)記錄指向這個(gè)地址的引用到底有幾個(gè)而已。
當(dāng)我們進(jìn)行x = 2賦值時(shí)，發(fā)現(xiàn)x的地址值變了，雖然還是x這個(gè)引用，但是其地址值卻變化了，后面的y = 2以及z = y，使得x、y和z都引用了同一個(gè)對(duì)象，即2，所以地址值都是一樣的。當(dāng)x和y都被賦值2后，1這個(gè)對(duì)象已經(jīng)沒有引用指向它了，所以1這個(gè)對(duì)象占用的內(nèi)存，即31106520地址要被“垃圾回收”，即1這個(gè)對(duì)象在內(nèi)存中已經(jīng)不存在了。最后，x進(jìn)行了加2的操作，所以創(chuàng)建了新的對(duì)象4，x引用了這個(gè)新的對(duì)象，而不再引用2這個(gè)對(duì)象。
那么為什么稱之為不可變數(shù)據(jù)類型呢？這里的不可變大家可以理解為x引用的地址處的值是不能被改變的，也就是31106520地址處的值在沒被垃圾回收之前一直都是1，不能改變，如果要把x賦值為2，那么只能將x引用的地址從31106520變?yōu)?1106508，相當(dāng)于x = 2這個(gè)賦值又創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象，即2這個(gè)對(duì)象，然后x、y、z都引用了這個(gè)對(duì)象，所以int這個(gè)數(shù)據(jù)類型是不可變的，如果想對(duì)int類型的變量再次賦值，在內(nèi)存中相當(dāng)于又創(chuàng)建了一個(gè)新的對(duì)象，而不再是之前的對(duì)象。從下圖中就可以看到上面程序的過程。
圖1 python不可變數(shù)據(jù)類型分析
從上面的過程可以看出，不可變數(shù)據(jù)類型的優(yōu)點(diǎn)就是內(nèi)存中不管有多少個(gè)引用，相同的對(duì)象只占用了一塊內(nèi)存，但是它的缺點(diǎn)就是當(dāng)需要對(duì)變量進(jìn)行運(yùn)算從而改變變量引用的對(duì)象的值時(shí)，由于是不可變的數(shù)據(jù)類型，所以必須創(chuàng)建新的對(duì)象，這樣就會(huì)使得一次次的改變創(chuàng)建了一個(gè)個(gè)新的對(duì)象，不過不再使用的內(nèi)存會(huì)被垃圾回收器回收。
（2）可變數(shù)據(jù)類型分析。下面同樣先看一段程序。
>>> a = [1, 2, 3] >>> id(a) 41568816 >>> a = [1, 2, 3] >>> id(a) 41575088 >>> a.append(4) >>> id(a) 41575088 >>> a += [2] >>> id(a) 41575088 >>> a [1, 2, 3, 4, 2]
從上面的程序中可以看出，進(jìn)行兩次a = [1, 2, 3]操作，兩次a引用的地址值是不同的，也就是說其實(shí)創(chuàng)建了兩個(gè)不同的對(duì)象，這一點(diǎn)明顯不同于不可變數(shù)據(jù)類型，所以對(duì)于可變數(shù)據(jù)類型來說，具有同樣值的對(duì)象是不同的對(duì)象，即在內(nèi)存中保存了多個(gè)同樣值的對(duì)象，地址值不同。
接著來看后面的操作，我們對(duì)列表進(jìn)行添加操作，分別a.append(4)和a += [2]，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)操作使得a引用的對(duì)象值變成了上面的最終結(jié)果，但是a引用的地址依舊是41575088，也就是說對(duì)a進(jìn)行的操作不會(huì)改變a引用的地址值，只是在地址后面又?jǐn)U充了新的地址，改變了地址里面存放的值，所以可變數(shù)據(jù)類型的意思就是說對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行操作時(shí)，其值是可變的，值的變化并不會(huì)引起新建對(duì)象，即地址是不會(huì)變的，只是地址中的內(nèi)容變化了或者地址得到了擴(kuò)充。下圖對(duì)這一過程進(jìn)行了圖示，可以很清晰地看到這一過程。
圖2 python可變數(shù)據(jù)類型分析
從上述過程可以看到，可變數(shù)據(jù)類型是允許同一對(duì)象的內(nèi)容，即值可以變化，但是地址是不會(huì)變化的。但是需要注意一點(diǎn)，對(duì)可變數(shù)據(jù)類型的操作不能是直接進(jìn)行新的賦值操作，比如說a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]，這樣的操作就不是改變值了，而是新建了一個(gè)新的對(duì)象，這里的可變只是對(duì)于類似于append、+=等這種操作。
總之，用一句話來概括上述過程就是：“python中的不可變數(shù)據(jù)類型，不允許變量的值發(fā)生變化，如果改變了變量的值，相當(dāng)于是新建了一個(gè)對(duì)象，而對(duì)于相同的值的對(duì)象，在內(nèi)存中則只有一個(gè)對(duì)象，內(nèi)部會(huì)有一個(gè)引用計(jì)數(shù)來記錄有多少個(gè)變量引用這個(gè)對(duì)象；
可變數(shù)據(jù)類型，允許變量的值發(fā)生變化，即如果對(duì)變量進(jìn)行append、+=等這種操作后，只是改變了變量的值，而不會(huì)新建一個(gè)對(duì)象，變量引用的對(duì)象的地址也不會(huì)變化，不過對(duì)于相同的值的不同對(duì)象，在內(nèi)存中則會(huì)存在不同的對(duì)象，即每個(gè)對(duì)象都有自己的地址，相當(dāng)于內(nèi)存中對(duì)于同值的對(duì)象保存了多份，這里不存在引用計(jì)數(shù)，是實(shí)實(shí)在在的對(duì)象?！?/p>
最后，大家主要區(qū)分開什么是變量值的變化、什么是變量引用的對(duì)象地址的變化這些概念就很清楚了，千說萬說都不如自己動(dòng)手寫一些程序測試一下看看來得實(shí)在，所以建議大家有什么疑惑可以自己寫一些基本的程序測試一下便知道結(jié)果。如果大家有新的意見，歡迎補(bǔ)充，謝謝。
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名稱欄目：創(chuàng)新互聯(lián)Python教程：python不可變類型詳解
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