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Python中可變對象與不可變對象詳細(xì)教程

更新時間：2026年06月03日 09:42:34 作者：登山人在路上

Python中,可變數(shù)據(jù)類型指的是數(shù)據(jù)值可以改變的數(shù)據(jù)類型,而不可變數(shù)據(jù)類型指的是數(shù)據(jù)值不可改變的數(shù)據(jù)類型,這篇文章主要介紹了Python中可變對象與不可變對象的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

前言

我們來深入解析Python中一個核心概念：可變（Mutable）對象和不可變（Immutable）對象。這個概念直接關(guān)系到你的代碼在內(nèi)存中如何運(yùn)作，尤其是在進(jìn)行賦值、拷貝、傳參等操作時，理解它可以幫助你避免許多難以發(fā)現(xiàn)的bug。

核心定義

判斷一個對象是可變的還是不可變的，標(biāo)準(zhǔn)只有一個：當(dāng)對象創(chuàng)建之后，它里面的值能否被改變？

不可變對象：對象創(chuàng)建后，其內(nèi)容（或狀態(tài)）無法被修改。如果你嘗試修改它，Python實際上會創(chuàng)建一個新的對象，而不是在原有對象上修改。
可變對象：對象創(chuàng)建后，其內(nèi)容（或狀態(tài)）可以被修改。你可以在原內(nèi)存地址上直接修改對象的值，而不會創(chuàng)建新對象。

1. 常見的不可變對象

整數(shù)（int）
浮點數(shù)（float）
布爾值（bool）
字符串（str）
元組（tuple） —— 注意：元組本身不可變，但如果它包含可變對象（如列表），那個內(nèi)部對象是可變的。
凍結(jié)集合（frozenset）

示例：看似"修改"了不可變對象

name = "hello"
print(f"原始對象的內(nèi)存地址: {id(name)}")  # id() 可以查看對象的內(nèi)存地址

name = name + " world"
print(f"新對象的內(nèi)存地址: {id(name)}")

# 輸出：
# 原始對象的內(nèi)存地址: 1399876543210  (示例地址)
# 新對象的內(nèi)存地址: 1399876545678  (地址變了！)

發(fā)生了什么？

當(dāng)執(zhí)行 name = name + " world" 時，Python并沒有在原來的字符串 "hello" 后面添加內(nèi)容。因為字符串是不可變的，它不能直接在原處修改。所以，Python在內(nèi)存中創(chuàng)建了一個全新的字符串對象 "hello world"，然后將變量 name 重新指向了這個新對象。原來的 "hello" 對象如果沒有其他變量引用，最終會被垃圾回收。

2. 常見的可變對象

列表（list）
字典（dict）
集合（set）
自定義類的實例對象（默認(rèn)情況下）

示例：修改可變對象

my_list = [1, 2, 3]
print(f"修改前列表的內(nèi)存地址: {id(my_list)}")

my_list.append(4)  # 在列表末尾添加一個元素
print(f"修改后列表的內(nèi)容: {my_list}")
print(f"修改后列表的內(nèi)存地址: {id(my_list)}")

# 輸出：
# 修改前列表的內(nèi)存地址: 1399876547890  (示例地址)
# 修改后列表的內(nèi)容: [1, 2, 3, 4]
# 修改后列表的內(nèi)存地址: 1399876547890  (地址沒變！)

示例2：

# 創(chuàng)建一個可變對象（列表）
a = [1, 2, 3]      # a 指向一個列表對象 [1, 2, 3]
print(f"初始狀態(tài)：")
print(f"a = {a}, id(a) = {id(a)}")

b = a              # b 指向同一個列表對象
print(f"\n執(zhí)行 b = a 后：")
print(f"a = {a}, id(a) = {id(a)}")
print(f"b = , id(b) = {id(b)}")
print(f"a is b? {a is b}")  # True，確實是同一個對象

# 情況1：通過 a 修改列表內(nèi)容（不是重新賦值）
a.append(4)        # 修改可變對象的內(nèi)容
print(f"\n執(zhí)行 a.append(4) 后：")
print(f"a = {a}, id(a) = {id(a)}")
print(f"b = , id(b) = {id(b)}")
print(f"b 看到了變化！因為 a 和 b 指向同一個列表")

# 情況2：重新給 a 賦值（讓 a 指向新對象）
a = [5, 6, 7]      # a 現(xiàn)在指向一個新列表
print(f"\n執(zhí)行 a = [5, 6, 7] 后：")
print(f"a = {a}, id(a) = {id(a)}")
print(f"b = , id(b) = {id(b)}")
print(f"b 仍然指向原來的列表，不受 a 重新賦值的影響")

輸出：

初始狀態(tài)：
a = [1, 2, 3], id(a) = 1399876543210

執(zhí)行 b = a 后：
a = [1, 2, 3], id(a) = 1399876543210
b = [1, 2, 3], id(b) = 1399876543210
a is b? True

執(zhí)行 a.append(4) 后：
a = [1, 2, 3, 4], id(a) = 1399876543210
b = [1, 2, 3, 4], id(b) = 1399876543210
b 看到了變化！因為 a 和 b 指向同一個列表

執(zhí)行 a = [5, 6, 7] 后：
a = [5, 6, 7], id(a) = 1399876545678
b = [1, 2, 3, 4], id(b) = 1399876543210
b 仍然指向原來的列表，不受 a 重新賦值的影響

發(fā)生了什么？

當(dāng)我們調(diào)用 my_list.append(4) 時，Python直接在原有的列表對象上進(jìn)行了修改。它沒有創(chuàng)建新的列表，只是改變了原列表的內(nèi)部狀態(tài)。因此，列表的內(nèi)存地址在修改前后是完全相同的。

3. 為什么這個區(qū)別很重要？

理解可變與不可變，對于編寫正確的代碼至關(guān)重要，尤其是在以下場景：

a) 變量賦值和引用

內(nèi)存示意圖：

棧內(nèi)存:
a: [10] → a: [20] (a的值被直接修改)
b: [10] b: [10] (b獨(dú)立存儲，不受影響)

2. 對于引用類型（Reference Types）

// 假設(shè)有一個 Person 類
Person a = new Person("Alice");  // a 存儲的是對象的引用（內(nèi)存地址）
Person b = a;                    // 把引用（地址）復(fù)制給 b
a.setName("Bob");                 // 通過 a 修改對象內(nèi)容
System.out.println(b.getName());  // 輸出: "Bob" (b 指向同一個對象)

a = new Person("Charlie");        // a 指向一個新對象
System.out.println(b.getName());  // 輸出: "Bob" (b 仍然指向原來的對象)

b) 函數(shù)參數(shù)的傳遞

Python的參數(shù)傳遞方式是"對象引用傳遞"。這意味著函數(shù)內(nèi)部接收的是指向?qū)嶋H對象的引用。

c) 作為字典的鍵

4. 特殊情況：元組中包含可變對象

這是一個需要特別注意的地方。元組本身是不可變的，這意味著你不能給元組添加或刪除元素，也不能替換元組中的某個元素。但是，如果元組中包含了可變對象（如列表），那么這個可變對象的內(nèi)容是可以被修改的。

t = (1, 2, [3, 4])  # 元組中包含一個列表
print(t)  # 輸出: (1, 2, [3, 4])

# t[0] = 10      # 錯誤！不能替換元組的元素，會報 TypeError
# t.append(5)    # 錯誤！元組沒有 append 方法

t[2][0] = 999   # 可以修改元組內(nèi)部列表的元素
print(t)  # 輸出: (1, 2, [999, 4])  (元組的內(nèi)容看起來變了！)

解釋：

雖然元組存儲的引用本身不能變，但它并沒有限制這些引用所指向的對象內(nèi)部是否能變。這里，元組中第三個槽位始終指向同一個列表對象。我們只是修改了這個列表對象的內(nèi)容，并沒有改變元組中存儲的引用。所以從元組的角度看，它依然是"不可變"的。

總結(jié)

特性	不可變對象	可變對象
常見類型	`int`, `float`, `str`, `tuple`, `frozenset`	`list`, `dict`, `set`, 自定義類實例
修改操作	任何修改都會創(chuàng)建一個新對象	可以在原內(nèi)存地址上直接修改內(nèi)容
內(nèi)存地址	修改后內(nèi)存地址會改變	修改后內(nèi)存地址通常不變
安全性	多個引用共享時安全，不會被意外修改	多個引用共享時需謹(jǐn)慎，一處修改處處可見
作為字典鍵	可以	不可以
函數(shù)傳參	函數(shù)內(nèi)修改不會影響外部變量	函數(shù)內(nèi)修改會影響外部對象