Python基础：数据类型特性全面总结

Python中的数据类型可以分为可变和不可变两大类，同时也可以按是否为容器类型来分类。下面我将详细总结Python中主要数据类型的特性，包括可变性、容器性质、修改方式等。

一、基本数据类型分类

1. 不可变类型（Immutable）

• 创建后不能被修改

• 如果"修改"，实际上是创建了新对象

• 线程安全

2. 可变类型（Mutable）

• 创建后可以被修改

• 修改是在原对象上进行

• 非线程安全

二、具体数据类型特性

1. 数字类型（不可变）

整型(int)

a = 10
b = a  # b和a指向同一个对象
a = 20  # 创建了新对象，b不受影响

浮点型(float)

x = 3.14
y = x
x = 2.71  # y仍然是3.14

布尔型(bool)

flag = True
flag = False  # 实际上是创建了新对象

特性：

• 不可变

• 非容器

• 值不可修改（只能重新赋值）

2. 字符串（不可变）

s = "hello"
s[0] = 'H'  # 报错：'str' object does not support item assignment
s = s + " world"  # 创建了新字符串

特性：

• 不可变

• 是容器（可迭代，包含字符序列）

• 内容不可修改

• 支持切片操作（返回新字符串）

3. 列表（可变）

lst = [1, 2, 3]
lst[0] = 100  # 直接修改原列表
lst.append(4)  # 原地添加元素

特性：

• 可变

• 是容器

• 内容可修改

• 支持增删改查操作

• 可包含不同类型元素

4. 元组（不可变）

t = (1, 2, 3)
t[0] = 100  # 报错：'tuple' object does not support item assignment

特性：

• 不可变

• 是容器

• 内容不可修改

• 比列表更节省内存

• 可用作字典的键

5. 字典（可变）

d = {'name': 'Alice', 'age': 25}
d['age'] = 26  # 修改值
d['city'] = 'Beijing'  # 添加新键值对

特性：

• 可变

• 是容器

• 键必须是不可变类型（字符串、数字、元组等）

• 值可以是任意类型

• Python 3.7+ 保持插入顺序

6. 集合（可变）

s = {1, 2, 3}
s.add(4)  # 添加元素
s.remove(2)  # 删除元素

特性：

• 可变

• 是容器

• 元素必须是不可变类型

• 无序且不重复

• 支持集合运算（并集、交集等）

不可变集合(frozenset)

fs = frozenset([1, 2, 3])
fs.add(4)  # 报错：'frozenset' object has no attribute 'add'

特性：

• 不可变版本的集合

• 可用作字典的键或其他集合的元素

三、数据类型对比表

数据类型	可变性	是否容器	元素要求	是否有序	是否可哈希
int	不可变	否	-	-	是
float	不可变	否	-	-	是
bool	不可变	否	-	-	是
str	不可变	是	字符	是	是
list	可变	是	任意	是	否
tuple	不可变	是	任意	是	是
dict	可变	是	键不可变	3.7+是	否
set	可变	是	不可变	否	否
frozenset	不可变	是	不可变	否	是

四、重要概念解释

1. 可哈希性（Hashable）

• 可哈希对象才能作为字典的键或集合的元素

• 不可变类型通常可哈希（list、dict、set除外）

• 可变类型不可哈希

2. 深浅拷贝问题

• 不可变类型：赋值、浅拷贝、深拷贝效果相同

• 可变类型：

  • 赋值：只是创建新引用

  • 浅拷贝：只拷贝最外层容器

  • 深拷贝：递归拷贝所有层级

import copy

# 列表（可变类型）示例
lst1 = [1, [2, 3]]
lst2 = lst1  # 赋值
lst3 = lst1.copy()  # 浅拷贝
lst4 = copy.deepcopy(lst1)  # 深拷贝

3. 函数参数传递

• 不可变类型作为参数：函数内修改不会影响原值

• 可变类型作为参数：函数内修改会影响原值

def modify(num, lst):
    num += 1
    lst.append(100)

a = 10
b = [1, 2]
modify(a, b)
print(a)  # 输出10（不变）
print(b)  # 输出[1, 2, 100]（已修改）

五、使用建议

1. 不可变类型适用于：

   • 需要哈希的场景（字典键、集合元素）

   • 多线程环境

   • 需要确保不被意外修改的情况

2. 可变类型适用于：

   • 需要频繁修改数据的场景

   • 构建复杂数据结构

   • 需要原地操作的场景

3. 性能考虑：

   • 元组比列表创建和访问更快

   • 集合比列表的成员检测更快

   • 字符串拼接推荐使用join()而非+