关于immutability：为什么Python中的整数是不可变的？

Why are integers immutable in Python?

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我了解Python中可变对象和不可变对象之间的区别。我读过许多讨论分歧的文章。但是，我没有读过任何关于整数为什么是不可变对象的内容。

有什么原因吗？或者答案是"就是这样"？

编辑：我被提示"区分"这个问题和其他问题，因为它似乎是以前问过的问题。然而，我相信我所问的更多是一个哲学上的python问题，而不是技术上的python问题。

似乎python中的"primitive"对象(即字符串、布尔值、数字等)是不可变的。我还注意到，由原语(如dict、list、classes)组成的派生数据类型是可变的。

绘制线条的位置是否为对象可变？原始与衍生？

相关讨论

使整数可变对于我们使用它们的方式是非常违反直觉的。

考虑这个代码片段：

1 2	a = 1 # assign 1 to a b = a+2 # assign 3 to b, leave a at 1

在执行这些赋值之后，我们希望a的值为1，b的值为3。加法操作是从存储在整数中的整数和整数2的实例中创建一个新的整数值。如果加法运算只取了a处的整数并对其进行了变异，那么a和b的值都将为3。

因此，我们期望算术运算为它们的结果创建新的值，而不是改变它们的输入参数。

然而，在某些情况下，改变数据结构更加方便和高效。现在假设list.append(x)没有修改list，而是返回了一个新的list副本，并附加了x。这样的函数：

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def foo():
nums = []
for x in range(0,10):
nums.append(x)
return nums

只会返回空列表。(记住，这里nums.append(x)并没有改变nums，它返回了一个新的列表，附加了x。但是这个新列表不会保存在任何地方。)

我们必须这样编写foo例程：

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def foo():
nums = []
for x in range(0,10):
nums = nums.append(x)
return nums

(事实上，这非常类似于在大约2.6或2.5之前使用python字符串的情况。)

此外，每次我们分配nums = nums.append(x)时，我们都会复制一个不断增大的列表，从而导致二次型行为。出于这些原因，我们列出了可变对象。

使列表可变的结果是在这些语句之后：

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a = [1,2,3]
b = a
a.append(4)

清单B改为[1,2,3,4]。这是我们生活在一起的东西，尽管它不时地让我们感到困惑。

相关讨论

我认为"Making integers mutable would be very counter-intuituve to the way we are used to working with them."的说法不一定是正确的。有许多其他语言具有可变整数(C是一个非常常见的例子…)。仅仅因为我们已经习惯了现在不可变的python整数，并不意味着在做出最初的决定时我们已经习惯了不可变的整数。
事实上，a += 2创建了一个新的整数，这与我的直觉背道而驰。不过，大多数时候，这真的没有什么区别。想到的一个关键的帖子是这个，它只是关于"新"整数并不总是被创建这一事实的一个更奇怪的地方。
@mgilson-你认为int值在c中是可变的吗？当然，gmp大对象是可变的，但我不认为cints是可变的。最后，我认为我们会发现使python整数可变会导致比它解决的问题更多的问题。我们真正想做的是使编译器/运行时更智能，这样他们就可以检测何时使用变异而不是创建新对象。这将给我们可变值的效率和不可变值的安全性。
@Erikr在c:int* a; int *b; *a = 5; b = a; *a = 10;中考虑。现在，*b的值也发生了变化。
例如，在b = a + 2的情况下，我们希望在运行时发生的事情是创建一个"2"整数，然后将其递增(变异)a，然后存储在b中。
@区别在于C中的整数是值类型，而python只有引用类型。最接近的类比是int*与python中的整数。在C语言中，内存中某个位置的整数可以更改，因此在C语言中，整数是可变的。在python中，整数是一个引用，但python不允许您更改该引用另一端的整数值。C确实如此。
另一种具有可变整数的语言是Fortran(尽管公认不如c…流行)。iirc，Go也有可变的ints…基本上，这并不是一个典型的例子…
@埃里克A=1 B=A+2。此语句不会更改a的值。您是说，如果数字是可变的，则a将更改。不会的。A=1 B=A B=10如果数字可变，此语句将更改a的值。因为A和B指向同一个对象，我们正在更改对象的值，以便它将反映到两个对象
@c和fortran中的mgilson整数是直接值。python没有直接的值，对不可变类型的引用在行为上比对可变类型的引用更接近于直接值。

让数字在Python中不可变的设计决策是什么？

不可变有几个原因，让我们先看看不可变的原因是什么？

1存储器

节省内存。如果众所周知一个对象是不可变的，那么可以很容易地复制它，从而创建对同一对象的新引用。
性能。python可以在创建时为不可变对象分配空间，存储需求是固定不变的。

2-快速执行。

它不需要复制对象的每个部分，只需要一个简单的引用。
比较容易，通过引用比较相等比通过值比较快。

3 -安全性：

在多线程应用程序中，不同的线程可以与不可变对象中包含的数据进行交互，而无需担心数据的一致性。
即使您有异常，程序的内部状态也将是一致的。
类应该是不可变的，除非有非常好的理由使它们可变……如果类不能成为不可变的，请尽可能限制其可变性

4 -易于使用

更容易阅读，更容易维护，也不太可能以奇怪和不可预测的方式失败。
不可变对象更容易测试，这不仅是因为它们易于模仿，而且还因为它们倾向于强制执行代码模式。

5-键必须是不可变的。这意味着您可以使用字符串、数字或元组作为字典键。这是你想用的东西。

The hash table implementation of dictionaries uses a hash value calculated from the key value to find the key. If the key were a mutable object, its value could change, and thus its hash could also change. But since whoever changes the key object can’t tell that it was being used as a dictionary key, it can’t move the entry around in the dictionary. Then, when you try to look up the same object in the dictionary it won’t be found because its hash value is different. If you tried to look up the old value it wouldn’t be found either, because the value of the object found in that hash bin would be different.

回到整数：

安全性(3)、易用性(4)和在字典中使用数字作为键的能力(5)是决定数字不可变的原因。
自创建时起具有固定的内存需求(1)。
在python中，数字(如字符串)都是"元素"对象。任何活动量都不会将值8更改为其他值，任何活动量都不会将字符串"8"更改为其他值。这是因为设计中也有一个决定。