Python中可变对象作为形参的问题


python中的可变对象和不可变对象

可变对象,是指该对象所指向的内存中的值可以被改变。变量改变后,实际上是其所指向的对象的值发生了变化,也就是说在原地址发生了变化。
不可变对象,是指该变量所指的内存中的对象的值不能被改变。

Python中,字符串、数值类型(int和float)与元组是典型的不可变对象,而列表list、字典dict、集合set是典型的可变对象类型。

如何判断对象是否改变?

在Python中,对象是由对象的id来唯一确定的,因此我们可以用id(object)方法来查看每个对象的id,从而进行比较。
还有一种简单的方法是,可以用is来比较两个变量是否指向同一个对象,其所对应的,==用来比较两个变量指向的对象是否相等。

python中的可变对象作为形参的默认值

在python中,一个函数的签名中的形参是可以设置默认值的,这是非常方便的一个特性,但是在使用的时候,要注意,默认值最好设置为不可变的对象类型的值,如数字、元组或字符串,如果设置为可变的对象类型的话,如列表,会产生种种不容易预期的后果,原因是,这些对象并不是我们每次调用函数的时候会生成一个新的对象,而是一个函数的默认值,在函数定义的时候,被赋值一次,且这是唯一的一次初始化。

详细的可以看下面的例子:

def get_extended_list(extend_value, list_to_extend=[]):
    list_to_extend.append(extend_value)
    return list_to_extend


if __name__ == "__main__":
    list_1 = get_extended_list(1)
    list_2 = get_extended_list(2, [])
    list_3 = get_extended_list('a')

    print "list_1:\t", list_1
    print "list_2:\t", list_2
    print "list_3:\t", list_3

    print "list_1 is list_2:\t", list_1 is list_2
    print "list_1 is list_3:\t", list_1 is list_3

    list_4 = [1, 'a']
    print "list_4 is list_1:\t", list_4 is list_1
    print "list_4 == list_1:\t", list_4 == list_1

    print id(list_1)
    print id(list_2)
    print id(list_3)
    print id(list_4)

输出结果:

list_1:	[1, 'a']
list_2:	[2]
list_3:	[1, 'a']
list_1 is list_2:	False
list_1 is list_3:	True
list_4 is list_1:	False
list_4 == list_1:	True
140275885988896
140275077913848
140275885988896
140275885281648

中间,我们重点关注list_1与list_3,它们之所以是同一个对象,是因为它们都指向内存中的同一个列表,也就是函数get_extended_list在被定义的时候初始化出的形参list_to_extend,之后的每一次调用这个函数的时候,如果用到这个形参的初始值,都是对同一个对象进行操作,因此产生了如上的输出。

解决方案

在我们明白了问题之后,接下来就是思考如何解决这样的问题了。

如果我们是想要对于一个函数而言,如果某个参数并没有输入,则为其创建一个新的可变对象(如列表),我们这时就不能直接将这个可变对象放到函数的形参中,而是放到函数的代码中,如下:

def get_extended_list(extend_value, list_to_extend=None):
    if list_to_extend is None:
        list_to_extend = []
    list_to_extend.append(extend_value)
    return list_to_extend

在如上的代码中,我们将形参list_to_extend的默认值设置为None,也就是说如果没有输入这个参数的话,函数会将其设为默认值None,之后在函数中的起始部分,会检测该变量是否为None,如果是的话,会为其开辟一块新的内存来创建一个新的列表,最后返回这个新的列表。

因此,如果再调用之前的main函数的话,就可以输出我们直观上认为会有的输出了:

list_1:	[1]
list_2:	[2]
list_3:	['a']
list_1 is list_2:	False
list_1 is list_3:	False
list_4 is list_1:	False
list_4 == list_1:	False
139858452864032
139857644788984
139858452156784
139858452156568
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