Python-元组为什么可以包含可变项？

Question

如果一个元组是不可变的，那么为什么它可以包含可变项呢？

似乎矛盾的是，当可变项（例如列表）确实被修改时，它所属的元组保持不变。

Answer 1

这是一个很好的问题。

关键的见解是，元组无法知道其中的对象是否可变。使对象可变的唯一方法是拥有一种更改其数据的方法。通常，无法检测到此情况。

另一个见解是Python的容器实际上不包含任何东西。相反，它们保留对其他对象的引用。同样，Python的变量与编译语言中的变量不同。相反，变量名只是名称空间字典中的键，它们与对应的对象相关联。Ned Batchhelder在他的博客文章中很好地解释了这一点。无论哪种方式，对象仅知道其引用计数。他们不知道这些引用是什么（变量，容器或Python内部函数）。

这两种见解共同解释了你的奥秘（为什么当基础列表更改时，包含列表的不可变元组似乎也会更改）。实际上，元组没有变化（它对其他对象的引用与以前相同）。元组无法更改（因为它没有变异方法）。当列表更改时，没有通知元组更改（列表不知道它是由变量，元组还是其他列表引用）。

当我们讨论该主题时，还有一些其他想法可以帮助你完善关于元组是什么，它们如何工作以及其预期用途的思维模型：

元组的特征较少在于其不变性，而其特征在于其预期目的。
元组是Python在一个屋顶下收集异构信息的一种方式。例如， s = ('www.python.org', 80) 将字符串和数字组合在一起，以便主机/端口对可以作为套接字（复合对象）传递。从这个角度来看，具有可变的组件是完全合理的。

不变性与另一个特性，即哈希性密切相关。但是哈希性不是绝对的属性。如果元组的组成部分之一不可哈希，则整个元组也不可哈希。例如，t = ('red', [10, 20, 30])不可散列。

最后一个示例显示了一个包含字符串和列表的2元组。元组本身是不可变的（即，它没有任何更改其内容的方法）。同样，字符串是不可变的，因为字符串没有任何突变方法。列表对象确实具有变异方法，因此可以对其进行更改。这表明可变性是对象类型的属性-有些对象具有突变方法，有些则没有。这不会因为对象被嵌套而改变。

记住两件事。首先，不变性不是魔术，而是缺少突变方法。其次，对象不知道哪些变量或容器引用了它们-它们仅知道引用计数。