Python入门之python可变对象与不可变对象

本文分为如下几个部分

  • 概念
  • 地址问题
  • 作为函数参数
  • 可变参数在类中使用
  • 函数默认参数
  • 类的实现上的差异

概念

可变对象与不可变对象的区别在于对象本身是否可变。

python内置的一些类型中

  • 可变对象:list dict set
  • 不可变对象:tuple string int float bool

举一个例子

# 可变对象
>>> a = [1, 2, 3]
>>> a[1] = 4
>>> a
[1, 4, 3]
# 不可变对象
>>> b = (1, 2, 3)
>>> b[1] = 4
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

上面例子很直观地展现了,可变对象是可以直接被改变的,而不可变对象则不可以。

地址问题

下面我们来看一下可变对象的内存地址变化

>>> a = [1, 2, 3]
>>> id(a)
2139167175368
>>> a[1] = 4
>>> id(a)
2139167175368

我们可以看到,可变对象变化后,地址是没有改变的

如果两个变量同时指向一个地址

1.可变对象

>>> a = [1, 2, 3]
>>> id(a)
2139167246856
>>> b = a
>>> id(b)
2139167246856
>>> a[1] = 4
>>> a
[1, 4, 3]
>>> b
[1, 4, 3]
>>> id(a)
2139167246856
>>> id(b)
2139167246856

我们可以看到,改变ab也跟着变,因为他们始终指向同一个地址

2.不可变对象

>>> a = (1, 2, 3)
>>> id(a)
2139167074776
>>> b = a
>>> a = (4, 5, 6)
>>> a
(4, 5, 6)
>>> b
(1, 2, 3)
>>> id(a)
2139167075928
>>> id(b)
2139167074776

我们可以看到,a改变后,它的地址也发生了变化,而b则维持原来的地址,原来地址中的内容也没有发生变化。

作为函数参数

1.可变对象

>>> def myfunc(l):
...     l.append(1)
...     print(l)
...
>>> l = [1, 2, 3]
>>> myfunc(l)
[1, 2, 3, 1]
>>> l
[1, 2, 3, 1]

我们可以看到,可变对象作为参数传入时,在函数中对其本身进行修改,是会影响到全局中的这个变量值的,因为函数直接对该地址的值进行了修改。

2.不可变对象

>>> def myfunc(a):
...     a += 1
...     print(a)
...
>>> a = 2
>>> myfunc(a)
3
>>> a
2

对于不可变对象来说,虽然函数中的a值变了,但是全局中的a值没变,因为函数中的a值已经对应了另外一个地址,而全局中的a值指向的原来地址的值是没有变的。

3.总结

python中向函数传递参数只能是引用传递,表示把它的地址都传进去了,这才会带来上面的现象。

有的编程语言允许值传递,即只是把值传进去,在里面另外找一个地址来放,这样就不会影响全局中的变量。

可变参数在类中使用

我们直接来看下面这个例子

class Myclass:
    def __init__(self, a):
        self.a = a
    def printa(self):
        print(self.a)

运行如下

>>> aa = [1,2]
>>> my = Myclass(aa)
>>> my.printa()
[1, 2]
>>> aa.append(3)
>>> my.printa()
[1, 2, 3]

我们可以看到,类中的变量和全局变量地址依然是共用的,无论在哪里修改都会影响对方。

其实这个特性也不能说是一个弊端,利用这一点可以进行一些很方便的操作,比如两个线程同时操作一个队列,我们不用设置一个global队列,只要将队列这个可变对象传入类之中,修改就会自动同步。

下面这个生产者消费者例子就是这样

import time
import threading
import random
from queue import Queue

class Producer(threading.Thread):

    def __init__(self, queue):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.queue = queue

    def run(self):
        while True:
            random_integer = random.randint(0, 100)
            self.queue.put(random_integer)
            print('add {}'.format(random_integer))
            time.sleep(random.random())


class Consumer(threading.Thread):

    def __init__(self, queue):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.queue = queue

    def run(self):
        while True:
            get_integer = self.queue.get()
            print('lose {}'.format(get_integer))
            time.sleep(random.random())


def main():
    queue = Queue()
    th1 = Producer(queue)
    th2 = Consumer(queue)
    th1.start()
    th2.start()

if __name__ == '__main__':
    main()

queue传入两个类中,在两个类中随意更改,自动在两个类间同步。

函数默认参数

函数默认参数一定要设定为不可变参数,否则会引发一些错误,我们来看下面一个例子

>>> def myfunc(l=[]):
...     l.append('add')
...     print(l)
...
>>> myfunc([1, 2, 3])
[1, 2, 3, 'add']
>>> myfunc(['a', 'b'])
['a', 'b', 'add']

上面代码是正常运行的,我们来看下面这些

>>> myfunc()
['add']
>>> myfunc()
['add', 'add']
>>> myfunc()
['add', 'add', 'add']

按理说应该每次都是['add'],但是现在出现了意想不到的错误。

这是因为l = []是在函数定义时就确定下来的了,所以之后每次调用这个函数,使用的l都是同一个,如果不指定这个参数的新值,就会出现上面这个问题。

上面这个l可以默认设置为None,这就是一个不可变对象。

类的实现上的差异

其实list tuple里的这些元素都相当于类的属性,修改他们相当于修改类的属性。

正常定义一个类它的属性是可以正常访问和修改的,所以那些类的实例都是可变对象。

我们只要定义一个类,不允许它修改属性,就可以创建一个不可变对象。

这就要使用python的魔法方法,主要有两种方法

  • 设置__setattr__直接抛出异常,即只要想设置属性值,就会抛出异常
  • 设置__slot__限制属性的访问,如果属性都不能访问了,那就肯定不能修改

更细节的实现可以参考stackoverflow上的回答

参考

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏Java编程技术

诡异的类型转换

最近在做应用迁移时候遇到了一个诡异的类型转换问题,感觉比较有意思,就记录下来和大家分享下。

11020
来自专栏芋道源码1024

深入解析Java反射(1) - 基础

> https://www.sczyh30.com/posts/Java/java-reflection-1/ ? 排版有点点崩嘿

10140
来自专栏恰童鞋骚年

你必须知道的指针基础-2.指针的声明和使用及数组和指针的关系

  At first,计算机中绝大部分数据都放到内存中的,不同的数据放到不同的内存区域中。But,内存角度没有数据类型,只有二进制;数据以字节(8位二进制)为单...

5210
来自专栏java一日一条

Java 泛型一览笔录

泛型(Generics )是把类型参数化,运用于类、接口、方法中,可以通过执行泛型类型调用 分配一个类型,将用分配的具体类型替换泛型类型。然后,所分配的类型将用...

10310
来自专栏hrscy

Swift2.1-下标脚本下标脚本

类,结构体和枚举可以定义下标脚本,下标脚本可以认为是访问集合(collection),列表或序列的成员元素。你可是使用下标脚本来设置或通过索引检索值,而不需要调...

8930
来自专栏java一日一条

Java字符串之性能优化

在程序中你可能时常会需要将别的类型转化成String,有时候可能是一些基础类型的值。在拼接字符串的时候,如果你有两个或者多个基础类型的值需要放到前面,你需要显式...

12520
来自专栏大前端_Web

详解javascript作用域和闭包

版权声明:本文为吴孔云博客原创文章,转载请注明出处并带上链接,谢谢。 https://blog.csdn.net/wkyseo/article/deta...

13140
来自专栏java一日一条

Java字符串之性能优化

在程序中你可能时常会需要将别的类型转化成String,有时候可能是一些基础类型的值。在拼接字符串的时候,如果你有两个或者多个基础类型的值需要放到前面,你需要显式...

10220
来自专栏前端儿

理解运用JS的闭包、高阶函数、柯里化

JS的闭包,是一个谈论得比较多的话题了,不过细细想来,有些人还是理不清闭包的概念定义以及相关的特性。

34030
来自专栏DT乱“码”

Java中实现多线程有两种途径

Java中实现多线程有两种途径:继承Thread类或者实现Runnable接口. Runnable接口非常简单,就定义了一个方法run(),继承Runnable...

22650

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券