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Python是一种解释型、面向对象、动态数据类型的高级程序设计语言，深受广大开发者的喜爱。它具有许多内建的数据结构类型可比做存放数据的容器，比如字符串、列表。今天我们就来深入剖析一下他们的本质与区别。

01

字符串

定义：由一系列字符组成的不可变序列容器，存储的是字符对应的编码值。

根据以上定义我们可以得出以下结论，在Python中：

1.   字符串对象被创建后是不可以再修改该对象值的；

2.   组成字符串对象的每个字符在对象中是有序的，即"ab"与"ba"是不同的两个字符串；

3.   在内存中，存储的不是自然语言中的各种字符，而是这些字符对应的二进制编码值；

4.   在内存中，字符串对象是没有预留空间的，因为它不可变。

下面我们通过一个示意图来直观的理解它：

str01 = "abcd"

这句代码的整个逻辑为：声明一个变量str01，并将其值赋为字符串对象"abcd"。在内存中等价于，首先，创建一个变量str01，该变量的内存地址为0x001；其次，创建一个字符串对象，该对象由四个字符组成，因此开辟四个内存空间，分别用于存放字符a、b、c、d，并以某种方式建立内存块之间的联系，使之成为一个整体；最后，将字符串对象赋值给变量str01，于是str01变量的内存块存的值为0x101。

PS：这里内存地址是我假设的，实际存放不一定连续排列。

可能有人会有这样的疑问，当我使用str01="abcde"，字符串的值不是改变了吗？

我们还是回到内存中来理解这个问题，请看图：

str01 = "abcd"str01 = "abcde"

这两句代码的整个逻辑为：声明一个变量str01，首先将其值赋为字符串对象"abcd"，随后又将其值赋为字符串对象"abcde"。在内存中等价于，首先，创建一个变量str01，该变量的内存地址为0x001；其次，创建一个字符串对象，该对象由四个字符组成，因此开辟四个内存空间，分别用于存放字符a、b、c、d；然后，将字符串对象赋值给变量str01，于是str01变量的内存块存的值为0x101；紧接着，重新创建一个字符串对象"abcde"， 该对象由五个字符组成，因此开辟五个内存空间，分别用于存放字符a、b、c、d、e；最后，将新对象赋给str01，于是变量str01的内存块中存放的是变为0x901。从而当打印str01时，str01的值发生改变。

由此可见，str01值变了不是直接在原字符串对象末尾追加字符e，再赋值的；而是创建一个新的对象，然后重新赋值。

或许到这，有人可能还会有疑问，为什么不直接在末尾追加字符e，然后再重新赋值，这样不是还更节省内存吗？

理论上是这样的，但正如我前面所说的，字符在内存中存放的地址不一定是连续的，那我们怎么将新创建的字符e加到原字符串对象中去呢，并将新字符e与原字符建立起内部联系呢！由此可见，这种方式是不可行的。

PS：事实上，假设仅考虑上面两句代码的话，当将新字符串对象赋值给str01后，原字符串对象因为未被变量引用，会自动释放内存。

02

列表

定义：由一系列变量组成的可变序列容器。

根据以上定义我们可以得出以下结论，在Python中：

1.   列表对象被创建后是可以后续修改该对象值的；

2.   组成列表对象的每个元素在列表中是有先后顺序的；

3.   在内存中，列表对象是有预留空间的，以便之后的增删改等操作。

下面我们通过一个示意图来直观的理解它：

list01 = [1,2,'a','abc']

这句代码的整个逻辑为：声明一个变量list01，并将其值赋为列表对象[1,2,'a','abc']。在内存中等价于，首先，创建一个变量list01，该变量的内存地址为0x001；其次，创建一个列表对象，该对象由四个元素组成，因此开辟四个"内存空间"，分别用于存放元素1、2、'a'、'abc'，并以某种方式建立内存块之间的联系，使之成为一个整体；最后，将列表对象赋值给变量list01，于是list01变量的内存块存的值为0x101。

PS：此处说的开辟四个内存空间是自然语言意义上的四个，对应计算机真实内存中的内存块不止四个。

假设现在又有一句代码为

list01[4] = 3

这时候对应内存变化与字符串是不一样的，请看下图：

由于存在预留空间，因此直接在后面追加新元素即可。

list02 = list01

这句代码对应内存如何理解？

也就是说，通过这句赋值语句将list01存储的值赋给了list02。同时可以发现，list02与list01共用一份列表对象(这就是浅拷贝，之后会有专题介绍)。

list01[5] = 4

问list02[5]值为多少？

从内存图中可以看出，list02[5]也是等于4。

List02 = 5

问list01[6]值为多少？

可以发现，通过这句赋值语句，list02的值变为了5；而此时list01并没有发生变化，因此，运行list01[6]会报索引越界的错误。

总结：Python容器放到内存中去理解才是最核心的。