一道Python面试题:可变对象和不可变对象(附赠学习教程分享)
Python中有可变对象和不可变对象之分。可变对象创建后可改变但地址不会改变,即变量指向的还是原来的变量;不可变对象创建之后便不能改变,如果改变则会指向一个新的对象。
Python中dict、list是可变对象,str、int、tuple、float是不可变对象。
来看一个字符串的例子
a = "hello"
print(id(a)) # 输出 140022851974560
a[0]="a" # 抛出异常:TypeError: 'str' object does not support item assignment
a = a + " world"
print(id(a)) # 输出 140022850763824
上面的例子里,修改a指向的对象的值会导致抛出异常。
执行 a = a + " world"时,先计算等号右边的表达式,生成一个新的对象赋值到变量a,因此a指向的对象发生了改变,id(a) 的值也与原先不同。
再来看一个列表的例子
a = [1,2,3]
print(id(a)) # 输出 140022851303976
a[0]=5
print(a) # 输出 [5, 2, 3]
print(id(a)) # 输出 140022851303976
a.append(5)
print(a) # 输出 [5, 2, 3, 5]
print(id(a)) # 输出 140022851303976
b = a
print(id(b)) # 输出 140022851303976
b[0] = 6
print(b) # 输出 [6, 2, 3, 5]
print(a) # 输出 [6, 2, 3, 5]
c = b[:]
print(id(c)) # 输出 140022851006760
print(id(b)) # 输出 140022851303976
c.append(7)
print(c) # 输出 [6, 2, 3, 5, 7]
print(b) # 输出 [6, 2, 3, 5]
上面对a修改元素、添加元素,变量a还是指向原来的对象。
将a赋值给b后,变量b和a都指向同一个对象,因此修改b的元素值也会影响a。
变量c是对b的切片操作的返回值,切片操作相当于浅拷贝,会生成一个新的对象,因此c指向的对象不再是b所指向的对象,对c的操作不会改变b的值。
理解了上面不可变对象和可变对象的区别后,我们再来看一个有趣的问题
class Group(object):
def __init__(self, group_id, members=[]):
self.group_id = group_id
self.members = members
def add_member(self, member):
self.members.append(member)
group1 = Group(1)
group1.add_member("Wang")
group1.add_member("Sun")
print(id(group1)) # 输出 140280211197776
print(group1.members) # 输出 ['Wang', 'Sun']
group2 = Group(2)
group2.add_member("Zhang")
group2.add_member("Li")
print(id(group2)) # 输出 140280211197840
print(group1.members) # 输出 ['Wang', 'Sun', 'Zhang', 'Li']
print(group2.members) # 输出 ['Wang', 'Sun', 'Zhang', 'Li']
明明group1和group2是不同的对象(id值不同),为什么调用group2的add_member方法会影响group1的members?
其中的奥妙就在于__init__函数的第二个参数是默认参数,默认参数的默认值在函数创建的时候就生成了,每次调用都是用了这个对象的缓存。我们检查id(group1.mebers)和id(group2.members),可以发现他们是相同的
print(id(group1.members)) # 输出 140127132522040
print(id(group2.members)) # 输出 140127132522040
所以,group1.members和group2.members指向了同一个对象,对group2.members的修改也会影响group1.members。
好了,问题来了,怎样改代码才能解决上面默认参数的问题呢?
其实很简单,只要传入None作为默认参数,在创建对象的时候动态生成列表,如下
class Group(object):
def __init__(self, group_id, members=None):
self.group_id = group_id
if members is None:
self.members = []
def add_member(self, member):
self.members.append(member)
这样对于不同的group对象,它们的members也是不同的对象,所以不会再出现更新一个group对象的members也会更新另外一个group对象的members了。