Python不可变类型

在Python中，有两种类型的对象：可变和不可变。不可变对象是指一旦创建就不能被修改的对象，而可变对象则可以在创建后进行修改。本文将介绍Python的不可变类型、如何使用它们以及它们的特点。

不可变类型的定义

不可变类型是指它们的值在创建后是不能被修改的对象。简单来说，一旦创建了一个不可变对象，就不能再对它进行修改。Python中的不可变类型包括整数（int）、浮点数（float）、字符串（str）、元组（tuple）等。

不可变类型的特性

不可变对象有以下几个特点：

  1. 值不能被修改：创建后，不可变对象的值不能被修改。如果我们尝试修改不可变对象的值，Python会创建一个新的对象，并将原对象的引用指向新创建的对象。

  2. 内存占用较小：由于不可变对象的值不能被修改，因此它们在内存中只需要占用一次空间。这也是Python中使用不可变对象的一个优点。

  3. 可以作为字典的键：由于不可变对象的值在创建后不会被修改，因此它们可以被安全地用作字典的键。而可变对象在修改后会导致键的变化，因此不能作为字典的键。

下面我们通过一些代码示例来说明这些特点。

示例1：不可变对象的值不能被修改

num = 10
print(num)  # 输出10

num = 20
print(num)  # 输出20

在上面的代码中，我们创建了一个整数对象num，并分别将其赋值为10和20。由于整数是不可变对象，所以在将num的值修改为20时，Python实际上是创建了一个新的整数对象，并将num的引用指向了新对象。因此，第二次打印num的值时输出的是20。

示例2：不可变对象的内存占用较小

num1 = 10
num2 = 10

print(id(num1))  # 输出对象的内存地址
print(id(num2))  # 输出对象的内存地址

在上面的代码中，我们创建了两个整数对象num1和num2并将它们的值都设置为10。然后，我们使用id()函数来获取这两个对象的内存地址，并打印出来。由于整数对象的值不能被修改，所以Python会对相同的值进行缓存，使得相同的整数对象只占用一次内存空间。因此，num1和num2的内存地址是相同的。

示例3：不可变对象可以作为字典的键

person1 = {'name': 'Alice', 'age': 20}
person2 = {'name': 'Bob', 'age': 25}

persons = {person1: 'Person 1', person2: 'Person 2'}

print(persons[person1])  # 输出'Person 1'
print(persons[person2])  # 输出'Person 2'

在上面的代码中，我们创建了两个字典对象person1和person2，并将它们作为键存储在另一个字典persons中。由于字典的键必须是不可变对象，而字典对象是可变的，因此我们不能直接使用字典作为键。但是，我们可以将字典对象转化为不可变的对象，如元组，然后将元组作为键存储在字典中。这样，我们就可以安全地使用字典对象作为键。

总结

不可变类型是Python中的一种特殊类型，它们的值在创建后不能被修改。不可变类型的特点是值不能被修改、内存占用较小、可以作为字典的键等。在编写Python代码时，我们可以根据需求选择使用可变或不可变类型，以便更高效地管理内存和提高代码性能。