简介：Python猫是猫来客，它热爱地球上的一切，尤其是优雅无所不能的Python。我是它的人类朋友，豌豆花下的猫，授权我润色和发布它的文章。如果你是第一次阅读本系列文章，那么我强烈推荐你阅读它写的前两篇文章（见文末链接），相信你会爱上这种神秘的哲学+极客猫。话不多说，一起来享受今天的“思想盛宴”吧！睡觉是我最喜欢做的事——因为我可以懒洋洋地做梦，不吃饭，不与人争吵，不为世事操心。这是我除了学习Python和写作之外最舒服的事情。于是，刚睡醒，又犯困了……刚看到Python之父Guido的邮件，说要“回到休眠模式”，不参与正在进行的PEP投票。哼，这个懒惰的老头——等我，我写完这篇文章就回去睡觉了……我上次说了，我发现Python公民的身份和毕达哥拉斯拉斯的哲学命题不谋而合（一切都是数字）真是令人费解。在梦里，我已经想出了答案。可突然，一条大蟒蛇游了上来，将答案吞了下去。我去找它讲道理，它就开始耍花样，吞自己的尾巴、屁股、肚子……最后把自己全吞了。las，可怜的我的回答就这样消失了。今天继续和大家聊聊Python中与身份密切相关的一个话题，即对象的边界问题。如你所知，我本来是一只猫，现在有点像人，但在这个转变过程中，我非常敏感，总是能想象到其中的微妙之处，最后幸运地有所收获。希望我的分享也能启发你哪怕是一点点的见识，那我就很开心了:)1.固定的界限：自由与孤独的界限划得很清楚。礼貌的人称它们为定长对象，或不可变的对象，然而，知道一些历史典故的人称它们为铁公鸡。这个典故从何而来？还好毛毛，我有点历史常识，知道这指的是激进的道教弟子杨朱。为利天下，失一分钱，不还；学会服务于世界，你就不会接受；人人不失一分钱，人人利天下，天下就治！——春秋·杨朱一个定长对象，你不能给它加元素，不能给它减元素，不能给它修改元素，甚至不能轻易复制删除！（参见本公众号Python猫中关于字符串的系列文章，链接在文末）这些对象在世界上独树一帜，也与世界隔绝。你看，他们的外表平凡普通，但他们的灵魂是自由的，生命是尊严的，不可侵犯的。想要对付这些市民，就得随他们的脾气，不要太过分了。>>>t1=('Python','cat')>>>t2=('Python','cat')>>>t1ist2#objectindependentFalse>>>t1[1]='snake'#UnmodifiableelementsTypeErrorTraceback(mostrecentcalllast)TypeError:'tuple'objectdoesnotsupportitemassignment在上一篇文章中，我们看到了Python世界中的“特权种族”，特权种族无一例外都是为定长而生对象。它们是一脉相承的，它们存在的道理也是相似的，就是方便共享内存资源，提高内存使用效率。上表是定长对象列表。可以看出，他们占据了大多数。定长对象的特性让我想到了一种人。他们严守自己的界限，刻板严谨，只关心自己的职责，默默承担责任，追求内心的自由。虽然他们会经常和别人打交道，但他们并不寻求扩大自己的利益，也不想侵犯别人的领地。独立个体发展个人品牌，他们的不变性创造了外人可以依赖的确定性。>>>key1='Pythoncat'>>>key2=['someoneelse']>>>dict1={key1:'goodguy'}{'Pythoncat':'niceguy'}>>>dict2={key2:'Goodguy'}TypeErrorTraceback(mostrecentcalllast)TypeError:unhashabletype:'list'为了保持定长对象的独立性/确定性，Python在编译机制上做了很多优化，比如作为Intern机制和constantmerge机制。这样的好处，我已经提过很多次了。还有一个缺点，那就是孤独。他们的孤独不在于他们没有自己的同类，而在于他们无法（不容易）复制自己。以字符串对象为例，你可以尝试多种方法，但到最后，你发现唯一通用的方法就是先“把字符串撕成万段”，然后再重新组装！s0="Pythoncat"#下面7个方法不能复制s0字符串，id(x)==id(s0)s1=s0s2=str(s0)s3=s0[:]s4=s0+''s5='%s'%s0s6=s0*1importcopies7=copy.copy(s0)#下面的方法可以复制字符串，“打断”并重新组合s8=“”.join(s0)哲学上有一个著名的脑洞：如果a人被粉碎成原子又重新组合，这个人还是原来的那个人吗？这个问题可以让古往今来的哲人斗智斗勇，如果放到今天的热播电视剧《奇葩说》上，也可以让辩论者“一本正经地胡说八道”没完没了。在Python的世界里，就没有这样的麻烦，因为判断两个对象是否相同的标准是一定的，就是它们的id是否相等。因此，用Python来回答这个问题，答案会是：如果用join()方法把字符串打碎成字符再组合起来，新的字符串就不再是原来的字符串了。过程很“残忍”，但总算可以一点点排解一个自由个体的孤独。2、弹性边界：开放和约束不同于定长对象，变长对象/可变对象信奉另一套哲学。他们心胸开阔，处事包容，因地制宜地拓宽自己的界限。以列表对象为例。它愿意接受所有其他对象，愿意在动态规划上花费精力，也不怕把身上的“头发”都拔光。>>>l=['Python','cat']>>>l.append('othercat')#['Python','cat','othercat']>>>l.pop(1)#['Python','Othercats']>>>l.clear()#[]这些大胆的行为在定长对象中是不可想象的。在变长对象中，你似乎能够感受到一种包容的风度。相比之下，定长物体中的铁公鸡形象立马显得太小了。可变长度对象并非没有边界。相反，他们更关心自己的边界，并花费大量资源来维持动态稳定性。界线一经确立，就决不允许越界。和一些编程语言动不动就数组越界不同，Python没有切片越界，因为切片操作总是被控制在范围内，超出索引的部分会被自动丢弃。>>>q=[1,2,3,4,5]#不允许索引超出范围>>>q[10]IndexErrorTraceback(mostrecentcalllast)IndexError:listindexoutofrange#Allowsliceoutofrange>>>q[2:10]#[3,4,5]>>>q[-10:2]#[1,2]变长对象本质上是一个可伸缩的容器，其主要优点是支持连续添加或删除元素。对应计算机硬件水平，就是不断申请或释放内存空间。这样的操作是开销很大的操作，为了减少开销，Python巧妙地设计了分配多余空间的机制。以list为例，在内存充足的前提下，list在最初创建的时候并没有分配多余的空间。append()第一次扩展列表时，Python会按照下面的公式分配多余的空间，即分配大于列表中实际元素个数的内存之后，每次扩展操作先检查是否有多余的空间space，有则直接使用，没有则重新计算，多余的空间重新分配。公式如下：new_allocated=(newsize>>3)+(newsize<9?3:6)其中，new_allocated指的是超分配的内存大小，newsize是扩展元素的实际长度。比如一个长度为4的list，append()添加一个元素，实际长度为5（即newsize为5）。但是Python不会只给它分配5个内存空间，而是经过计算给它超分配了new_allocated==3个内存大小，所以最后，list的元素实际占用的内存空间是8个。在这个way，当list再次扩容时，只要最终长度不大于8，就不需要申请新的内存空间。当扩容后的长度等于9时，new_allocated等于7，即额外获得7块内存大小，以此类推。以列表的长度为横轴，过度分配的内存大小为纵轴，得到如下精彩图表：意味着他们在发展上有大胆的计划和适度的克制。从这点来看，与“自封”的定长对象相比，变长对象既开明又理性。3.结语回顾上面提到的定长对象，很佩服它们的个性。铁公鸡形象虽略显吝啬，但对人无害。反而能感受到其浓浓的“富贵不能淫，贫贱不能移，威武不屈”的男子气概。再看变长对象，“本来就什么都没有”，却可以包容一切，信任他人，对外开放。更难得的是，他们有张弛有度，孕育着无限可能。这两个对象极大地满足了我对Python世界的好奇心，也成为了我认识自己和人类世界的一个参照系。精彩的！精彩的！如果你问，我更欣赏哪一类？喵喵，我有点饿了，我找几条鱼干，吃饱肚子再说吧……Python猫的往事：用Python，我可以叫所有猫的名字Python对象的身份神话：来自所有公民到一切都是字符串系列：你真的知道什么是Python字符串吗？你真的知道如何使用Python字符串吗？Python支持复制字符串吗？join()方法的妙用与Intern机制的弱点----------------本文首发于微信公众号【Python猫】，转载后台回复“爱学习”，免费获取20+精选电子书。
