Python中的可变类型 vs. 不可变类型

在Python中，字符串、元组、集合、列表和字典是非常常用的数据结构。它们各有特点，适用于不同的应用场景。下面分别介绍这些数据结构的特点，以及它们是否可变：

字符串 (str)

• 定义: 字符串是由字符组成的序列，可以使用单引号、双引号或三引号来表示。
• 特点:
  • 字符串是有序的，支持索引和切片。
  • 字符串是不可变的，这意味着一旦创建就不能修改。如果试图更改字符串中的某个字符，将会创建一个新的字符串。
• 示例:

• 1s = "Hello, world!"

元组 (tuple)

• 定义: 元组是由不同对象组成的序列，使用圆括号来表示。
• 特点:
  • 元组是有序的，支持索引和切片。
  • 元组是不可变的，这意味着一旦创建就不能添加、删除或修改元素。
• 示例:

• 1t = (1, 2, 3)

列表 (list)

• 定义: 列表是由不同对象组成的序列，使用方括号来表示。
• 特点:
  • 列表是有序的，支持索引和切片。
  • 列表是可变的，这意味着可以在列表中添加、删除或修改元素。
• 示例:

• 1l = [1, 2, 3]
  2l[0] = 4  # 修改第一个元素

集合 (set)

• 定义: 集合是一组无序且唯一的元素，使用花括号或set()函数来表示。
• 特点:
  • 集合中的元素是无序的，不支持索引和切片。
  • 集合是可变的，可以添加或删除元素，但不能修改元素本身，因为集合中的元素必须是不可变类型。
• 示例:

• 1s = {1, 2, 3}
  2s.add(4)  # 添加元素

字典 (dict)

• 定义: 字典是由键值对组成的集合，使用花括号和冒号来表示。
• 特点:
  • 字典中的键值对是无序的，但Python 3.7及以上版本中，字典会保持插入顺序。
  • 字典是可变的，可以添加、删除或修改键值对。
  • 键必须是不可变类型。
• 示例:

• 1d = {'name': 'Alice', 'age': 30}
  2d['age'] = 31  # 修改值

可变类型 vs. 不可变类型

在Python中，数据类型的“可变性”是指该类型的数据对象是否能够在创建后被修改。简单来说，“可变类型”指的是那些可以在创建后直接修改其内部状态的数据类型，而“不可变类型”则是指那些一旦创建就不能直接修改其内部状态的数据类型。下面是详细的解释：

可变类型 (Mutable Types)

可变类型的数据对象可以在创建后直接修改其内部状态。这意味着你可以添加、删除或修改对象的内容，而不需要创建新的对象。Python中的常见可变类型包括：

• 列表 (List): 可以在列表中添加、删除或修改元素。
• 集合 (Set): 可以在集合中添加或删除元素。
• 字典 (Dictionary): 可以在字典中添加、删除或修改键值对。

示例

1# 列表是可变类型
2my_list = [1, 2, 3]
3my_list[0] = 4  # 修改列表中的第一个元素
4print(my_list)  # 输出: [4, 2, 3]
5
6# 集合是可变类型
7my_set = {1, 2, 3}
8my_set.add(4)  # 向集合中添加一个新元素
9print(my_set)  # 输出: {1, 2, 3, 4}
10
11# 字典是可变类型
12my_dict = {'a': 1, 'b': 2}
13my_dict['c'] = 3  # 在字典中添加一个新的键值对
14print(my_dict)  # 输出: {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3}

不可变类型 (Immutable Types)

不可变类型的数据对象在创建后不能直接修改其内部状态。任何试图修改不可变类型对象的操作都会创建一个新的对象。Python中的常见不可变类型包括：

• 数字 (Numbers): 包括整数 (int)、浮点数 (float) 和复数 (complex)。
• 字符串 (String): 一旦创建，字符串的内容不能直接修改。
• 元组 (Tuple): 一旦创建，元组的内容不能直接修改。
• 冻结集合 (Frozen Set): 冻结集合不允许添加或删除元素。

示例

1# 字符串是不可变类型
2my_string = "hello"
3my_string = my_string + ", world"  # 创建一个新的字符串
4print(my_string)  # 输出: hello, world
5
6# 元组是不可变类型
7my_tuple = (1, 2, 3)
8# my_tuple[0] = 4  # 这一行会导致 TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
9# print(my_tuple)  # 无法直接修改元组中的元素
10
11# 冻结集合是不可变类型
12my_frozenset = frozenset({1, 2, 3})
13# my_frozenset.add(4)  # 这一行会导致 AttributeError: 'frozenset' object has no attribute 'add'
14# print(my_frozenset)  # 无法直接修改冻结集合

小结

• 可变类型允许你直接修改对象的内容，而不需要创建新的对象。
• 不可变类型一旦创建后，其内容不能直接修改；任何修改操作都会创建新的对象。