Python中的可变对象和不可变对象有什么区别？

面试官问：“Python中的可变对象和不可变对象有什么区别？”

很多录友会背出“int、str、tuple不可变，list、dict、set可变”，但被追问“x += 1到底改没改对象”“元组里放个列表还算不可变吗”，就答不上来了。这题的关键是分清两种操作：原地修改对象和让名字重新绑定到新对象。这一篇接着《Python变量保存的是什么？》往下讲。

简要回答

可变对象创建后，可以在保持身份不变的前提下原地修改它的值，常见的有list、dict、set和大多数自定义类的实例。不可变对象创建后值不能改变，常见的有int、float、bool、str、tuple、frozenset和bytes。

对不可变对象做“修改”，比如x = x + 1、text.upper()，得到的都是新对象，原对象不变；变量只是被重新绑定了。对可变对象调用append()、update()这类方法，改的是同一个对象，所有指向它的变量都会看到变化。

不可变还要注意边界：元组不可变，指的是它保存的引用不能换，如果元素本身是列表，列表内部仍然可以修改。这也是元组不一定可哈希的原因。

详细回答

判断标准：身份是否保持不变

判断一个操作改没改原对象，最直接的方法是看操作前后id()有没有变化：

count = 10
before = id(count)
count += 1
print(id(count) == before)  # False，count绑定到了新对象11

scores = [90, 85]
before = id(scores)
scores.append(70)
print(id(scores) == before)  # True，同一个列表被原地修改

int不可变，count += 1只能创建新对象11，再让count指向它。list可变，append()直接改动原列表，身份不变。

左边是不可变对象：名字换了指向，旧对象原封不动。右边是可变对象：对象本身被改了，所以所有绑定到它的名字都会看到新值。

共享可变对象时最容易踩坑

两个名字指向同一个可变对象时，从任意一个名字修改，另一个都会受影响：

config = {"debug": False}
backup = config
backup["debug"] = True
print(config)  # {'debug': True}

backup = config没有复制字典，只是多了一个名字。很多人想“先备份再修改”，结果备份和原数据一起被改。真正要备份，需要创建新对象，比如config.copy()；嵌套结构还要考虑浅拷贝和深拷贝的差异。

不可变对象就没有这个问题。字符串的所有“修改”方法都返回新字符串，原字符串不受影响，所以多个名字共享同一个字符串是安全的。字符串为什么设计成不可变，可以看《Python字符串为什么不可变？》。

+=的行为取决于对象类型

+=经常被当作“原地加”，但它的行为取决于对象是否支持原地修改：

items = [1]
alias = items
items += [2]
print(alias)  # [1, 2]，列表被原地扩展

point = (1,)
alias = point
point += (2,)
print(alias)  # (1,)，元组创建了新对象

列表实现了原地加法，items += [2]相当于在原列表上扩展，alias也能看到。元组不支持原地修改，point += (2,)会创建新元组再重新绑定point，alias仍指向旧元组。

同样的+=，对可变对象是原地修改，对不可变对象是重新绑定。

元组的“不可变”有边界

元组不可变，是说它保存的引用不能增删、不能替换。它不保证元素指向的对象也不可变：

record = ("Python", [90, 85])
record[1].append(70)
print(record)  # ('Python', [90, 85, 70])

record[1] = []  # TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

record[1].append(70)没有修改元组，修改的是元组引用的那个列表。record[1] = []想替换元组里的引用，才会被拒绝。

图中可以看到，元组锁住的是槽位里的引用，绿色路径改的是被引用的列表，红色路径想换掉槽位里的引用，所以会抛出TypeError。

可变性和哈希的关系

字典的键和集合的元素要求可哈希：对象在生命周期内哈希值不能变化，并且能用==比较。可变的内置容器如list、dict、set不可哈希，因为内容一变，哈希值就会失效，字典就找不到原来的键。

元组是否可哈希取决于元素：(1, 2)可以作为字典键，([1, 2], 3)调用hash()会抛出TypeError: unhashable type: 'list'。所以“不可变对象一定可哈希”这个说法也不准确。

知识拓展

面试官可能追问：

Q1：既然字符串不可变，为什么s += "a"能执行成功？

因为这行代码没有修改原字符串，而是创建了一个新字符串，再让s重新绑定过去。操作前后看id(s)，通常会发现身份变了。循环里反复拼接字符串会不断产生新对象，大量拼接更推荐收集到列表后用"".join()。

Q2：函数内修改传入的列表，为什么外面也变了？

调用函数时，形参和实参绑定到同一个对象。函数内append()是原地修改，外面看到的是同一个列表；函数内写items = []则是重新绑定形参，不会影响外面。这正是可变性和名字绑定在函数调用中的体现。

Q3：不可变对象有什么好处？

不可变对象可以被多个名字安全共享，不用担心被意外修改；值稳定也让它适合作为字典键和集合元素。在CPython中，解释器还会对部分不可变对象做复用优化，但这只是实现细节，判断相等时仍应使用==，原因见《is和==有什么区别？》。

Q4：列表和元组除了可变性，还有哪些区别？

还涉及哈希、内存占用和使用语义：元组常用来表示结构固定的一组数据，列表表示同类元素的可变集合。完整对比见《Python列表和元组有什么区别？》。