Python中的可变和不可变

Question

我是 Python 新手，并试图了解可变对象和不可变对象之间的区别。 Python 中的可变类型之一是列表。假设 L = [1,2,3]，那么 L 有一个指向对象 [1,2,3] 的 id。如果 [1,2,3] 的内容被修改，那么 L 仍然保留相同的 id。换句话说，即使对象的大小和内容已经改变，L 仍然与同一个对象相关联。

对于不可变对象，我的理解是不允许修改对象。因此，如果一个变量被重新分配了一个新值，那么该变量将绑定到一个具有不同 id 的新对象。我希望字符串以类似的方式表现。然而我试图修改一个字符串，但字符串 id 没有改变。

string = "blue"
for i in range(10):
    string = string + str(i)
    print("string id after {}th iteration: {}".format(i,id(string)))


string id after 0th iteration: 46958272
string id after 1th iteration: 46958272
string id after 2th iteration: 46958272
string id after 3th iteration: 47077400
string id after 4th iteration: 47077400
string id after 5th iteration: 47077400
string id after 6th iteration: 47077400
string id after 7th iteration: 47077400
string id after 8th iteration: 47077400
string id after 9th iteration: 47077400

Answer 1

您确实不应该连续两次看到相同的 ID，但是 CPython 对 + 的字符串连接进行了优化，它并没有完全遵守它应该遵守的所有规则。

当 CPython 看到 x = x + something 或 x += something 形式的操作时，如果 x 引用一个字符串并且 x 持有 only 对该字符串的引用，那么 CPython 将会增长realloc 的字符串，而不是创建一个新的字符串对象。根据可用内存的详细信息，realloc 可能会调整已分配内存的大小，也可能分配新内存。如果它调整分配的大小，对象的id 保持不变。您可以在Python/ceval.c 中看到unicode_concatenate 中的实现。

这种优化mostly 很好，因为 refcount 检查确保它的行为 mostly 就好像字符串真的不可变并且创建了一个新字符串一样。然而，在x = x + stuff 中，旧字符串和新字符串应该有短暂重叠的生命周期，因为新字符串应该在赋值结束旧字符串的生命周期之前就已经存在，所以它应该 ID 值不可能相等。

id 是优化与未发生字符串突变时明显不同的少数几种方式之一。语言开发人员似乎已经决定他们可以接受。