python对象的引用特征和可变性

对象的身份，相等性和别名

先看一个例子：

>>> a = [1,2,3,4]
>>> b = a
>>> b is a
True
>>> id(a),id(b)
(58065824, 58065824)
>>> a.append(5)
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> b
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> 

（1）这里的b就是a的一个别名(alias)

（2）所以is返回true，id()函数对a和b返回的值也是相同的

（3）针对a的修改也同时修改了b

继续：

>>> c = [1,2,3,4,5]
>>> c == a
True
>>> c is a
False
>>> 

(1)这里的c的值与a相等，所以==返回True

(2)但是c不是a的别名，它们的id不同

它们在内存中的数据模型如下图所示：

为什么会有上面的不同呢？

其实，在python手册中的数据模型解释中有这么一段话：

Every object has an identity, a type and a value. An object’s identity never changes once
it has been created; you may think of it as the object’s address in memory. The is operator
compares the identity of two objects; the id() function returns an integer representing its identity.

主要意思：

(1) 每个对象都有一个唯一的id，(CPython中id就是对象在内存中的地址），且在创建的时候确定，以后不再改变；

(2) is比较是比较两个对象的id；

(3) id()函数返回的是一个整形的对象id；

上面的例子中c是一个新创建的对象，虽然内容和a一样，但是id是不同的，所以is返回的是False，而b仅仅是a的一个别名，相当于C++中的引用，b和a在内存中的地址是一样的，是同一个对象，所以is返回True。至于c和a的==比较返回True，下面会继续解释。

何时选择is，何时用==

==操作符比较的是对象的内容，而is比较的是对象的id。

==操作符在比较的时候其实是调用了对象的.eq(）函数， a == b其实是调用了a.eq(b)的结果。这也就是为什么is会比==快的原因。

元组（tuple） 不变性的一个陷阱

元组(tuple)和其他容器类型一样，存放的都是对象的引用，元组是不可改变的，但是如果它的元素是可变类型的，那么它还是可以被改变的。下面的例子可以说明：

>>> t1= (1,2,[3,4])
>>> t1[-1].append(5)
>>> t1
(1, 2, [3, 4, 5])
>>>

通过Python Online Tutor可以看到这里的内存数据结构如下图：

在看如下操作，
t1[2] += [6,7]
这个会发生什么呢？

>>> t1[2] += [6,7]
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#25>", line 1, in <module>
    t1[2] += [6,7]
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> t1
(1, 2, [3, 4, 5, 6, 7])

可以看到，抛出了异常，这很好理解，tuple是不可变的，针对tuple元素的赋值会抛出TypeError异常。但是这里的t1中的列表元素还是变了，再看下执行前后的状态。