为什么Python字符串和元组是不可变的？

Question

我不确定为什么字符串和元组是不可变的;使它们不可变的优点和缺点是什么？

Answer 1

一个是性能：知道一个 字符串是不可变的轻松 摊开来，在施工时间 - 固定不变的存储 要求。这也是 元组和列表之间区别的原因之一。这也允许 实现安全地重用字符串 对象。例如，CPython 实现为单字符字符串使用预分配的 对象， 并且通常返回原始 字符串用于字符串操作， 不会更改内容。

另一种是Python 中的字符串被认为是“元素”，如 数字。 不会将数值8更改为其他任何值， ，并且在Python中，任何数量的活动 都不会将字符串“八”更改为 其他任何内容。

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

Answer 2

优点：性能

缺点：你不能改变mutables。

Answer 3

使它们不可变的一大优势是它们可以用作字典中的键。我敢肯定，如果密钥被允许改变，字典所使用的内部数据结构会变得相当混乱。

Answer 4

想象一个名叫FakeMutablePython，语言在这里你可以使用列表赋值等（如mystr[0] = 'a'）改变字符串

a = "abc" 

这造成在内存地址为0x1存储的条目，包括“ABC”，而指向它的标识符a。

现在，说你做..

b = a 

这将创建标识b并且还指出为0x1的相同的内存地址现在

，如果字符串是可变的，你改变b ：

b[0] = 'z' 

这改变储存在为0x1〜z字符串的第一个字节。由于该标识符a这里指向到，因此该字符串也将改变，所以..

print a 
print b 

..would两个输出zbc

这可能使一些很奇怪的，意外的行为。字典的键将是一个很好的例子：

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

anotherstring = mykey 
anotherstring[0] = 'z' 

在FakeMutablePython

现在，事情变得相当奇怪 - 你最初在字典两个按键，“ABC”和“ZBC”。然后你改变了“ABC “字符串（通过标识符anotherstring）为”zbc“，所以字典有两个键，”zbc“和”zbc“... ...

这种奇怪的解决方案之一是，无论何时将字符串分配给标识符（或将其用作字典键），它将字符串0x1复制到0x2。

这可以防止上述情况，但如果您有需要200MB内存的字符串呢？

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

突然你的脚本占用了400MB的内存？这不是很好。

如果我们指向相同的内存地址，直到我们修改它，那么呢？ Copy on write。问题是，这可能是相当复杂的..

这是不变性进来..而不是要求.replace()方法将字符串从内存复制到一个新的地址，然后修改它，并返回..我们只是使所有的字符串不可变，因此函数必须创建一个新的字符串来返回。这就解释了下面的代码：

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

，并通过证明：

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

（该id()函数返回对象的内存地址）

Answer 5

不变类型的概念比可变的要简单。例如，你不必像C++那样拷贝构造函数或者const正确性。更多的类型是不变的，语言越容易获得。因此，最简单的语言是没有任何全局状态的纯功能语言（因为lambda微积分比图灵机更容易，同样强大），尽管很多人似乎都不喜欢这样。

Answer 6

Perl有可变字符串，似乎功能正常。对于任意的设计决策来说，上面的这些看起来像是很多的挥手和合理化。

我回答了为什么Python有不变字符串的问题，因为Python的创建者Guido van Rossum就是这么想的，现在他有很多粉丝会为这个任意决定为他们的死气沉沉的捍卫。

你可能会提出一个类似的问题，为什么Perl没有不可变的字符串，并且一大群人会写出不可变字符串的概念有多糟糕，为什么它是Perl不做的Very Bestest Idea Ever（TM）没有他们。