作為一名Python初學(xué)者，你是否曾遇到過這些“詭異”的問題：

· 修改了函數(shù)內(nèi)的列表參數(shù)，外部的列表也莫名其妙被改了？

· 用元組做字典鍵時(shí)報(bào)錯(cuò)，但有時(shí)又能成功？

· 默認(rèn)參數(shù)在多次調(diào)用后“記住”了歷史數(shù)據(jù)？

這些問題背后，都指向Python中一個(gè)核心概念：可變（Mutable） 與 不可變（Immutable） 數(shù)據(jù)類型。今天，我們將從底層原理到實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，來講透這個(gè)主題。

一、不可變類型：一旦創(chuàng)建，不再改變

想象你有一張刻在石板上的字——一旦刻完，任何修改都只能重刻一塊新石板。這就是不可變類型的本質(zhì)。

?典型代表：

• · 基本類型：int, float, bool
• · 文本序列：str（字符串）
• · 固定容器：tuple（元組）、frozenset（凍結(jié)集合）
• · 二進(jìn)制數(shù)據(jù)：bytes

?三大核心特性

1、修改即新生
每次“修改”都會(huì)創(chuàng)建新對(duì)象，原對(duì)象紋絲不動(dòng)：

name = "Python"
print(id(name))  # 輸出內(nèi)存地址A
name += "!"
print(id(name))  # 輸出新地址B（原字符串仍存在內(nèi)存中）

2、哈希值恒定
不可變對(duì)象可哈希（hash()），因此能作為字典的鍵：

config = {("host", 8080): "server1"}  # 元組作鍵合法

3、線程安全利器
無需鎖機(jī)制，多線程環(huán)境下可安全共享。

?實(shí)戰(zhàn)避坑

函數(shù)傳參無影響

def update_num(x):
    x += 10
    
value = 5
update_num(value)
print(value)  # 輸出5（原始值未改變）

函數(shù)內(nèi)操作地是局部副本，外部變量不受影響。

二、可變類型：靈活多變的“變形金剛”

如同一個(gè)可擦寫的筆記本，可變對(duì)象允許在原內(nèi)存地址上直接修改內(nèi)容。

?典型代表

• · 動(dòng)態(tài)容器：list（列表）、dict（字典）、set（集合）
• · 字節(jié)緩沖區(qū)：bytearray

?四大關(guān)鍵特征

1、原地修改，ID不變

nums = [1, 2]
print(id(nums))  # 地址X
nums.append(3)   # 地址X不變

2、禁止作為字典鍵
因內(nèi)容可變導(dǎo)致哈希值不穩(wěn)定，會(huì)破壞哈希表結(jié)構(gòu)。

3、函數(shù)傳參的隱蔽陷阱

def add_item(items):
    items.append("new")
       
my_list = ["a", "b"]
add_item(my_list)
print(my_list)  # 輸出['a', 'b', 'new']（原列表被修改?。?/span>

函數(shù)內(nèi)外操作的是同一個(gè)對(duì)象。

4、默認(rèn)參數(shù)的“記憶效應(yīng)”

def buggy_func(data=[]):
    data.append(1)
    return data
   
print(buggy_func())  # [1]
print(buggy_func())  # [1, 1]（默認(rèn)列表被保留并修改）

解決方案：用None作為默認(rèn)值：

def safe_func(data=None):
    data = data or []
    data.append(1)
    return data
    
print(safe_func())  # [1]
print(safe_func())  # [1]

三、深度解析

1. 元組中的可變?cè)?/span>
元組本身不可變，但若元素是可變對(duì)象（如列表），可修改其內(nèi)部：

mixed = ([1, 2], "text")
mixed[0].append(3)  
print(mixed)  # ([1,2,3], "text")

2. 深淺拷貝的抉擇

• · 淺拷貝：只復(fù)制頂層對(duì)象（copy.copy()）
• · 深拷貝：遞歸復(fù)制所有層級(jí)（copy.deepcopy()）

import copy

origin = [1, [2, 3]]
shallow = copy.copy(origin)    
deep = copy.deepcopy(origin)   

origin[1].append(4)

print(origin)# [1, [2, 3, 4]]
# 內(nèi)層列表仍是同一對(duì)象
print(shallow)# [1, [2, 3, 4]]
# 完全獨(dú)立的新對(duì)象
print(deep)# [1, [2, 3]]

3. 性能優(yōu)化秘籍
頻繁拼接字符串時(shí)，先暫存到列表再合并，效率提升百倍：

# 低效做法（每次拼接生成新對(duì)象）
s = ""
for _ in range(10000):
    s += str(_)
    
# 高_(dá)效做法
buffer = []
for _ in range(10000):
    buffer.append(str(_))
s = "".join(buffer)

四、總結(jié)：選擇數(shù)據(jù)類型的黃金法則

?建議：

• · 傳遞可變對(duì)象時(shí)，明確是否需要副本（使用copy模塊）
• · 在函數(shù)中修改可變參數(shù)前，三思是否會(huì)影響外部狀態(tài)
• · 大型項(xiàng)目中使用類型注解（Type Hints）增強(qiáng)可讀性

掌握可變與不可變的底層邏輯，你將：

? 寫出安全可靠的代碼
? 避免90%的參數(shù)傳遞陷阱
? 深入理解Python內(nèi)存管理機(jī)制