爲什麼Python字符串和元組是不可變的？

Question

我不確定爲什麼字符串和元組是不可變的;使它們不可變的優點和缺點是什麼？

Answer 1

一個是性能：知道一個 字符串是不可變的輕鬆 攤開來，在施工時間 - 固定不變的存儲 要求。這也是 元組和列表之間區別的原因之一。這也允許 實現安全地重用字符串 對象。例如，CPython 實現爲單字符字符串使用預分配的 對象， 並且通常返回原始 字符串用於字符串操作， 不會更改內容。

另一種是Python 中的字符串被認爲是「元素」，如 數字。 不會將數值8更改爲其他任何值， ，並且在Python中，任何數量的活動 都不會將字符串「八」更改爲 其他任何內容。

http://effbot.org/pyfaq/why-are-python-strings-immutable.htm

Answer 2

優點：性能

缺點：你不能改變mutables。

Answer 3

使它們不可變的一大優勢是它們可以用作字典中的鍵。我敢肯定，如果密鑰被允許改變，字典所使用的內部數據結構會變得相當混亂。

Answer 4

想象一個名叫FakeMutablePython，語言在這裏你可以使用列表賦值等（如mystr[0] = 'a'）改變字符串

a = "abc" 

這造成在內存地址爲0x1存儲的條目，包括「ABC」，而指向它的標識符a。

現在，說你做..

b = a 

這將創建標識b並且還指出爲0x1的相同的內存地址現在

，如果字符串是可變的，你改變b ：

b[0] = 'z' 

這改變儲存在爲0x1〜z字符串的第一個字節。由於該標識符a這裏指向到，因此該字符串也將改變，所以..

print a 
print b 

..would兩個輸出zbc

這可能使一些很奇怪的，意外的行爲。字典的鍵將是一個很好的例子：

mykey = 'abc' 
mydict = { 
    mykey: 123, 
    'zbc': 321 
} 

anotherstring = mykey 
anotherstring[0] = 'z' 

在FakeMutablePython

現在，事情變得相當奇怪 - 你最初在字典兩個按鍵，「ABC」和「ZBC」。然後你改變了「ABC 「字符串（通過標識符anotherstring）爲」zbc「，所以字典有兩個鍵，」zbc「和」zbc「... ...

這種奇怪的解決方案之一是，無論何時將字符串分配給標識符（或將其用作字典鍵），它將字符串0x1複製到0x2。

這可以防止上述情況，但如果您有需要200MB內存的字符串呢？

a = "really, really long string [...]" 
b = a 

突然你的腳本佔用了400MB的內存？這不是很好。

如果我們指向相同的內存地址，直到我們修改它，那麼呢？ Copy on write。問題是，這可能是相當複雜的..

這是不變性進來..而不是要求.replace()方法將字符串從內存複製到一個新的地址，然後修改它，並返回..我們只是使所有的字符串不可變，因此函數必須創建一個新的字符串來返回。這就解釋了下面的代碼：

a = "abc" 
b = a.replace("a", "z") 

，並通過證明：

>>> a = 'abc' 
>>> b = a 
>>> id(a) == id(b) 
True 
>>> b = b.replace("a", "z") 
>>> id(a) == id(b) 
False 

（該id()函數返回對象的內存地址）

Answer 5

不變類型的概念比可變的要簡單。例如，你不必像C++那樣拷貝構造函數或者const正確性。更多的類型是不變的，語言越容易獲得。因此，最簡單的語言是沒有任何全局狀態的純功能語言（因爲lambda微積分比圖靈機更容易，同樣強大），儘管很多人似乎都不喜歡這樣。

Answer 6

Perl有可變字符串，似乎功能正常。對於任意的設計決策來說，上面的這些看起來像是很多的揮手和合理化。

我回答了爲什麼Python有不變字符串的問題，因爲Python的創建者Guido van Rossum就是這麼想的，現在他有很多粉絲會爲這個任意決定爲他們的死氣沉沉的捍衛。

你可能會提出一個類似的問題，爲什麼Perl沒有不可變的字符串，並且一大羣人會寫出不可變字符串的概念有多糟糕，爲什麼它是Perl不做的Very Bestest Idea Ever（TM）沒有他們。