做两遍，错两遍，列表的可变特性

[liujuanjuan1984]

What gets printed?

def addItem(listParam):
    listParam += [1]

mylist = [1, 2, 3, 4]
addItem(mylist)
print(len(mylist))

[liujuanjuan1984]

1、刷题出错，即是成长线索

每天在 xue.cn 上至少刷题 10 道，刷得次数多了，开始遇到之前做过的题目。很快我就发现，自己竟然在同一道题上连续错两次，这引起了我的警觉——这是重要线索，它告诉我：相关知识点，我掌握的太烂。怎么办呢？给自己充裕的时间，通过梳理的方式，彻底搞懂它。

该知识点是：python 数据容器的可变与不可变特性。题目如下：

What gets printed?

def addItem(listParam):
    listParam += [1]

mylist = [1, 2, 3, 4]
addItem(mylist)
print(len(mylist))

2、数据容器有哪些，如何归类它们？

《自学是门手艺》 书中 “数据容器” 这一节开篇即总结：

在 Python 中，有个数据容器（Container）的概念。

其中包括字符串、由 range() 函数生成的等差数列、列表（List）、元组（Tuple）、集合（Set）、字典（Dictionary）。

这些容器，各有各的用处。其中又分为可变容器（Mutable）和不可变容器（Immutable）。可变的有列表、集合、字典；不可变的有字符串、range() 生成的等差数列、元组。集合，又分为 Set 和 Frozen Set；其中，Set 是可变的，Frozen Set 是不可变的。

字符串、由 range() 函数生成的等差数列、列表、元组是有序类型（Sequence Type），而集合与字典是无序的。

另外，集合没有重合元素。

我这个人是排斥死记硬背的，可有时还必须得暂时死记硬背一下。然后赶紧通过刷题或实战巩固记忆。——但凡死记硬背之后在刷题或实战中反复出错，那就是理解没到位，得继续深究。

以上述题目而言，我清楚知道：1) 列表是可变容器 2) 变量的作用域。但我没能彻底搞懂，为什么列表可突破变量的作用域这个常规限定。

3、前人有哪些参考资料，如何使用？

我搜索了一些资料，想要理解 python 数据容器是否可变的背后原理。下面这几篇给到我许多帮助：

《python中变量的存储与拷贝》
《python 里的可变对象与不可变对象具体怎么理解》
《Python中变量存储的方式》

以上有些内容，我理解起来是吃力的。我意识到，我需要按照自己的认知节奏来梳理相关知识，我还需要写一些验证代码加深影响。——仅仅阅读别人的文章或笔记，其实很难帮助自己真正掌握那个知识点，还是得自己整理归纳，梳理通顺，这个过程降低认知负担，加深知识记忆，而自己写验证代码能检查是否记住，也进一步巩固知识点记忆。

这点认识，对自学编程的人来说，大概率是老生常谈。但事情的关键不是你知道，事情的关键是自己能做到。对不对？

btw，这次没能直接在官网搜一手资料。

4、可变，体现在哪些地方？

通常，我们会对数据进行增删改查四大操作。但可变，并不是指代变量所存储的数据是否能发生改变。毕竟，除了区块链技术以较高的成本与性能代价能实现数据的不可删改，互联网世界的任何数据都具备删改的能力。

那么，当我们谈论 python 的数据容器是否可变时，我们到底在谈论什么？

是否为可变在于内存单元的值是否可以被改变。
如果是内存单元的值不可改变的，在对对象本身操作的时候，必须在内存的另外地方再申请一块内存单元（因为老的内存单元不可变），老的内存单元就丢弃了（如果还有其他ref，则ref数字减1，类似unix下的hard-link）。
如果是可变的，对对象操作的时候，不需要再在其他地方申请内存，只需要在此对象后面连续申请(+/-)即可，也就是它的地址会保持不变，但区域会变长或者变短。
摘自《python 里的可变对象与不可变对象具体怎么理解》

这段文字解释的相当清楚，数据容器是否可变，并不是指代数据是否可变，而是指代数据容器的内存单元的值是否可以被改变。

那，什么是内存单元呢？

在高级语言中，变量是对内存及其地址的抽象。
对于 python 而言，一切变量都是对象，变量的存储，采用了引用语义的方式，存储的只是一个变量的值所在的内存地址，而不是这个变量的值本身。
对于复杂的数据结构来说，里面的存储的也只是每个元素的地址而已。
摘自 《Python中变量存储的方式》

似乎可以把“内存单元的值”等同于“内存地址”。

对于新手需要知道的是， id(var) 可用于查询变量的内存地址，type(var) 可用于查询变量的类型。立即写一些代码，了解如何查看内存地址，以及对变量数据作出局部改变时，内存地址是否变化。

[liujuanjuan1984]

现在试试多引入一个变量：把变量 a 赋值给变量 b，内存地址会一样吗？如果再修改变量 b，数据和内存地址依然还一样吗？

首先，是不可变容器字符串。

从代码中可发现：把字符串 a 的值赋值给字符串 b 时，a 和 b 的数据与内存地址一样。当对字符串 b 进行修改并重新赋值给 b 时，字符串 a 的数据和内存地址保持不变，而字符串 b 的数据和内存地址发生改变。

需要注意的是，b.replace()无法对字符串b实现数据的修改，仅能通过重新赋值给b，才能实现对变量b的数据完成修改。——验证代码也很简单。

然后，是可变容器，列表。

从代码中可发现：把列表a的值赋值给列表b时，a和b的数据与内存地址一样。当对列表b进行局部修改时，列表a和b 内存地址保持不变，和之前一样，而数据同时发生变化。

无论是字符串还是列表，我们在构建新变量 b 时，都是直接通过把变量 a 赋值给 b 即b = a 语句完成的。如果是采用copy() 或切片的方式，以上现象会发生变化吗？

先看看字符串。字符串没有copy()的方法，但有切片的方法。另外需要反复强调的是，字符串不能通过对局部赋值来修改其数据，只能通过重新赋值给原变量的方式，修改原变量的数据。

再看看列表。

通过切片方式构造变量 b 时，其内存地址就已经和变量 a 不同。对变量 b 进行局部数据修改时，变量 a 的数据完全不受影响。——无论是全切片，还是局部切片都如此。

通过copy() 方法，其效果与切片方式相同。

而这次反复难倒我的题目，涉及到函数传参。我们分别再试试看字符串和列表的表现。

先看字符串。a 作为全局变量，并没有因为被传参到函数 f 并经过处理而发生改变，数据不变，内容地址也不变。但函数内改变了字符串的数据并重新赋值给原变量时，函数体内的改参数其内存地址与数据都发生了改变。——这是符合作用域常规的现象。

再看看列表。a 作为全局变量，内存地址一直未发生变化，仅数据因为被传参到函数中发生了变化。

不难推导，如果传入函数的并不是变量 a 而是变量 a 的全切片，切片完成时已有新的内存地址指代新的变量，而变量a则不受影响。