Python 中的可变与不可变对象 {示例}

什么是可变对象？

Python 中的可变对象可以定义为本质上可以更改或被视为可更改的对象。可变意味着修改或编辑值的能力。

Python 中的可变对象允许程序员拥有可以更改其值的对象。它们通常用于存储数据集合。它可以被视为已变异的事物，对象内的内部状态已发生变化。

什么是不可变对象？

Python 中的不可变对象可以定义为不会随时间改变其值和属性的对象。
这些对象一旦创建和初始化就成为永久的，它们构成了 Python 中数据结构的关键部分。

Python 用于数字、元组、字符串、冻结集以及某些例外情况下的用户定义类。它们不会改变，其值在初始化后保持不变，因此称为不可变。

在 Python 中，万物皆对象

在 Python 编程语言中，万物皆可视为对象，包括列表、整数和函数。此功能可与其他支持对象的编程语言进行比较。

可以使用 Python 解释器验证此功能，如下所示：–

Python 代码

print("The following instance is an object:",isinstance(3,object))
print("Another instance for object", isinstance(True, object))
def my_func():
    return "guru99"
print("This is a function example and regarded as an object in Python:", isinstance(my_func, object))

输出

A following instance is an object: True
Another instance for object True
This is a function example and regarded as an object in Python: True

此外，Python 提供了一个名为 id 的内置函数，它返回对象在 Python 编程语言内存中的地址。

Python 代码

z=200
id(z)
print("The id of object is", id(z))

输出

the id of object is 9795360

在上面的代码中，具有 id(obj) 语法的 id 函数给出 obj 在 Python 内存中的地址。这里，有一个名为 z 的对象，它被赋值为 200。然后将对象 z 传递给 id 函数，即 id(z)，Python 返回对象地址为 9795360。

Python 中的可变对象

在可变对象中，对象的值会随着时间而变化。

在此示例中，我们解释了 Python 中的可变对象，它将列表用作可变对象的应用程序，如下所示：–

Python 代码

mut_list = [1, 2, 3]
  print("The list in Python",mut_list)
mut_list[0] = 'Gurru99'
mut_list
  print("The list in Python after changing value",mut_list)

输出

The list in Python [1, 2, 3]
The list in Python after changing value ['Gurru99', 2, 3]

如上面的示例所示，Python 中的可变列表的值为 1、2、3。可变列表的第一个元素从 1 更改为 Guru99，并且在初始化新值时不会创建新对象。

这里我们可以使用 id 方法来利用它。以下说明了 id 方法在可变对象中的用法，如下所示：–

Python 代码

mut_list = [1, 2, 3]
print("The list in Python",mut_list)
print("the id of the list is ",id(mut_list))
mut_list[0] = 'Gurru99'
mut_list
print("The mut list in Python after changing value",mut_list)
print("the id of the list is post change in value",id(mut_list))

输出

The list in Python [1, 2, 3]
the id of the list is 139931568729600
The list in Python after changing value ['Gurru99', 2, 3]
the id of the list is post change in value 139931568729600

下图说明了 Python 中的可变对象，如下所示：–

Python 中的不可变对象

Python 中的不可变对象是实例随时间不变的对象。特定类型的不变实例一旦创建就不会改变，并且可以使用 Python 的 id 方法来验证这一点。

让我们以 Python 中的整数类型对象为例，来说明 Python 中不可变对象的概念，如下所示：–

Python 代码

a=244
print("the number before change is",a)
print("the id of number before change is",id(a))
a=344
print("the number after change is",a)
print("the id of number after change is",id(a))

输出

the number before a change is 244
the id of number before change is 9796768
the number before change is 344
the id of number before change is 140032307887024

从上面可以看出，“a”发生了变化。让我们研究一下机制是如何工作的

• 当“a”初始化为 344 时，对象的值没有变化。
• 取而代之的是，创建了一个新对象并将其绑定到“a”。
• 分配为 244 的其他对象将不再可访问。
• 以上示例使用了整数对象。

在 a=244 时，会创建一个新对象并将其引用给“a”，如下所示：–

在使用 a=344 之后，有一个新的对象被引用为“a”。下图表示了相同的内容：–

因此，每当对 int 类型名称进行新值赋值时，名称与另一个对象的绑定就会发生变化。相同的原理适用于元组、字符串、浮点数和布尔值，因此称为不可变。

对 Python 字典键的影响

字典可以定义为有序集合，以键格式存储数据，不允许重复。字典包含一个键，该键具有与之对应的键值对。它们是可变类型，即使在初始化和创建后也可以更改其内容。

在任何时候，键都指向一个特定的元素。字典的键是不可变的。

让我们以一个假设场景为例，如下所示：–

a = [4, 6]
b = [5, 6, 7]
my_dict = {a: 'x', b: 'y'}
print(my_dict)

输出：– 上面的 Python 代码不产生任何输出，而是生成一个不可哈希类型的 TypeError。这是一个假设情况，不用于 Python 编译器。

这里，a 定义为 [4,6]，在字典中定义为 x。这里，b 定义为 [5,6,7]，在字典中定义为 y。

• 键 'a' 的值为 [4,6]，并进一步初始化为 x。
• 键 'b' 的值为 [5,6,7]，在字典中进一步初始化为 'y'。
• 现在假设 'a' 的值附加了 5 和 7，这是字典的键。
• 然后字典被修改，它将为上述字典提供 'x' 和 'y' 作为值。

考虑上面的场景，如下所示：–

a = [5, 6,7]
b = [5, 6, 7]
my_dict = {a: 'x', b: 'y'}
print(my_dict)

因此，作为一种编程语言，Python 使字典的键不可变，而字典是不可变的数据类型。

不可变性的例外

然而，Python 对不可变性提供了一些例外，例如元组对象类型。元组可以是可变和不可变对象类型的组合。让我们以一个例子来说明不可变性的例外，如下所示：–

Python 代码

tupexample=([1,1],'guru99')
print("the tuple before change",tupexample)
print("the id of tuple before change",id(tupexample))
tupexample=([2,2],'guru99')
print("the tuple after change",tupexample)
print("the id of tuple after change",id(tupexample))

输出

the tuple before change ([1, 1], 'guru99')
the id of tuple before change 140649480694656
the tuple after change ([2, 2], 'guru99')
the id of tuple after change 140649480694592

您可以在上面的代码中看到，第一个元素（列表）是可变的，而元组是不可变的。元组的值不能更改，但元组内的列表内容可以更改其值。

因此，这引起了一个例外，即不可变对象不改变其值，但其组成部分的值会改变其值。

可变与不可变对象

以下是可变对象和不可变对象之间的主要区别

可变对象	不可变对象
对象状态创建后可更改	对象状态创建后不可更改
可变对象本质上不被认为是线程安全的。	不可变对象被认为是线程安全的。
可变对象未被最终确定，因此程序员可以继续更改可变对象并使用相同的对象。	创建不可变对象时，使类最终至关重要。

Python 不可变数据类型

类	解释	可变或不可变
布尔值	布尔值	不可变的
Int	整数值（大小可任意）	不可变的
Float	浮点数	不可变的
列表	可变性质的对象序列	可变的
元组	不可变性质的对象序列	不可变的
Str	字符/字符串	不可变的
设置	由无序的、不重复的对象组成的集合	可变的
Frozenset	不可变性质的集合类	不可变的
Dict	字典或关联映射	可变的