¿Python tiene una lista inmutable?


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¿Python tiene listas inmutables?

Supongamos que deseo tener la funcionalidad de una colección ordenada de elementos, pero que quiero garantizar que no cambiará, ¿cómo se puede implementar? Las listas están ordenadas pero se pueden modificar.


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@Marcin: Esta es una pregunta tipo FAQ, formulada y respondida por la misma persona.
RichieHindle

@Marcin: Obviamente no notó que el OP respondió su propia pregunta .
Sven Marnach

2
La principal motivación para los tipos inmutables en Python es que se pueden usar como claves de diccionario y en conjuntos.
Sven Marnach

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Disculpas si he ofendido a alguien aquí. Simplemente busqué listas inmutables en Google y no encontré nada. Cuando me di cuenta de que lo que estaba buscando era una tupla, me tomé la molestia de publicarla aquí. Por si acaso alguien es tan "tonto" como yo.
cammil

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Estoy de acuerdo. En retrospectiva, parece una estupidez, pero por alguna razón, mi estúpido cerebro me había llevado por el camino equivocado. Habiendo usado listas casi exclusivamente, y finalmente dándome cuenta de que necesitaba una inmutable, hice una pregunta natural. Aunque era muy consciente de que existían tuplas, no las había conectado. Si esto ayuda a alguien más, entonces creo que esta no es una publicación inútil. Sin embargo, si esta no es la respuesta correcta a esta simple pregunta, entonces es otra cuestión.
cammil

Respuestas:


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Si. Se llama tuple.

Entonces, en lugar de [1,2]cuál es un listy cuál puede ser mutado, (1,2)es un tupley no puede.


Más información:

tupleNo se puede crear una instancia de un elemento único escribiendo (1), en su lugar, debe escribir (1,). Esto se debe a que el intérprete tiene otros usos para los paréntesis.

También puede eliminar los paréntesis por completo: 1,2es lo mismo que(1,2)

Tenga en cuenta que una tupla no es exactamente una lista inmutable. Haga clic aquí para leer más sobre las diferencias entre listas y tuplas


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Además, si coloca punteros a objetos inherentemente mutables en la tupla (p ([1,2],3). Ej. ), La tupla ya no es verdaderamente inmutable, porque el objeto de la lista es solo un puntero a un objeto mutable, y aunque el puntero es inmutable, el objeto referenciado no lo es.
Nisan.H

2
Además, cuando responda una pregunta tan básica, al menos proporcione una explicación más, como las diferencias de rendimiento (tupla un poco más rápido) y que las tuplas se pueden usar como claves de dictado, mientras que la lista no. Estoy seguro de que también hay muchas otras diferencias.
BrtH

3
En realidad, también se puede escribir una tupla vacía (). Ese es el único caso en el que se requieren los paréntesis.
RemcoGerlich

1
@Kane, su afirmación es ciertamente cierta en lenguajes funcionales escritos; Específicamente, (3,4,5)tiene una de tipo muy diferente (int x int x int)-than [3,4,5], que tiene tipo (listof int). Sin embargo, la tupla de Python realmente parece más cercana a una lista inmutable: específicamente, se pueden iterar y parece que también se pueden filtrar y mapear.
John Clements

1
Una tupla no es una Lista, no tienen un comportamiento compatible, ni puedes usarlas polimórficamente.
jeremyjjbrown

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Aquí hay una implementación ImmutableList. La lista subyacente no está expuesta en ningún miembro de datos directo. Aún así, se puede acceder mediante la propiedad de cierre de la función miembro. Si seguimos la convención de no modificar el contenido del cierre usando la propiedad anterior, esta implementación cumplirá el propósito. La instancia de esta clase ImmutableList se puede usar en cualquier lugar donde se espere una lista de Python normal.

from functools import reduce

__author__ = 'hareesh'


class ImmutableList:
    """
    An unmodifiable List class which uses a closure to wrap the original list.
    Since nothing is truly private in python, even closures can be accessed and
    modified using the __closure__ member of a function. As, long as this is
    not done by the client, this can be considered as an unmodifiable list.

    This is a wrapper around the python list class
    which is passed in the constructor while creating an instance of this class.
    The second optional argument to the constructor 'copy_input_list' specifies
    whether to make a copy of the input list and use it to create the immutable
    list. To make the list truly immutable, this has to be set to True. The
    default value is False, which makes this a mere wrapper around the input
    list. In scenarios where the input list handle is not available to other
    pieces of code, for modification, this approach is fine. (E.g., scenarios
    where the input list is created as a local variable within a function OR
    it is a part of a library for which there is no public API to get a handle
    to the list).

    The instance of this class can be used in almost all scenarios where a
    normal python list can be used. For eg:
    01. It can be used in a for loop
    02. It can be used to access elements by index i.e. immList[i]
    03. It can be clubbed with other python lists and immutable lists. If
        lst is a python list and imm is an immutable list, the following can be
        performed to get a clubbed list:
        ret_list = lst + imm
        ret_list = imm + lst
        ret_list = imm + imm
    04. It can be multiplied by an integer to increase the size
        (imm * 4 or 4 * imm)
    05. It can be used in the slicing operator to extract sub lists (imm[3:4] or
        imm[:3] or imm[4:])
    06. The len method can be used to get the length of the immutable list.
    07. It can be compared with other immutable and python lists using the
        >, <, ==, <=, >= and != operators.
    08. Existence of an element can be checked with 'in' clause as in the case
        of normal python lists. (e.g. '2' in imm)
    09. The copy, count and index methods behave in the same manner as python
        lists.
    10. The str() method can be used to print a string representation of the
        list similar to the python list.
    """

    @staticmethod
    def _list_append(lst, val):
        """
        Private utility method used to append a value to an existing list and
        return the list itself (so that it can be used in funcutils.reduce
        method for chained invocations.

        @param lst: List to which value is to be appended
        @param val: The value to append to the list
        @return: The input list with an extra element added at the end.

        """
        lst.append(val)
        return lst

    @staticmethod
    def _methods_impl(lst, func_id, *args):
        """
        This static private method is where all the delegate methods are
        implemented. This function should be invoked with reference to the
        input list, the function id and other arguments required to
        invoke the function

        @param list: The list that the Immutable list wraps.

        @param func_id: should be the key of one of the functions listed in the
            'functions' dictionary, within the method.
        @param args: Arguments required to execute the function. Can be empty

        @return: The execution result of the function specified by the func_id
        """

        # returns iterator of the wrapped list, so that for loop and other
        # functions relying on the iterable interface can work.
        _il_iter = lambda: lst.__iter__()
        _il_get_item = lambda: lst[args[0]]  # index access method.
        _il_len = lambda: len(lst)  # length of the list
        _il_str = lambda: lst.__str__()  # string function
        # Following represent the >, < , >=, <=, ==, != operators.
        _il_gt = lambda: lst.__gt__(args[0])
        _il_lt = lambda: lst.__lt__(args[0])
        _il_ge = lambda: lst.__ge__(args[0])
        _il_le = lambda: lst.__le__(args[0])
        _il_eq = lambda: lst.__eq__(args[0])
        _il_ne = lambda: lst.__ne__(args[0])
        # The following is to check for existence of an element with the
        # in clause.
        _il_contains = lambda: lst.__contains__(args[0])
        # * operator with an integer to multiply the list size.
        _il_mul = lambda: lst.__mul__(args[0])
        # + operator to merge with another list and return a new merged
        # python list.
        _il_add = lambda: reduce(
            lambda x, y: ImmutableList._list_append(x, y), args[0], list(lst))
        # Reverse + operator, to have python list as the first operand of the
        # + operator.
        _il_radd = lambda: reduce(
            lambda x, y: ImmutableList._list_append(x, y), lst, list(args[0]))
        # Reverse * operator. (same as the * operator)
        _il_rmul = lambda: lst.__mul__(args[0])
        # Copy, count and index methods.
        _il_copy = lambda: lst.copy()
        _il_count = lambda: lst.count(args[0])
        _il_index = lambda: lst.index(
            args[0], args[1], args[2] if args[2] else len(lst))

        functions = {0: _il_iter, 1: _il_get_item, 2: _il_len, 3: _il_str,
                     4: _il_gt, 5: _il_lt, 6: _il_ge, 7: _il_le, 8: _il_eq,
                     9: _il_ne, 10: _il_contains, 11: _il_add, 12: _il_mul,
                     13: _il_radd, 14: _il_rmul, 15: _il_copy, 16: _il_count,
                     17: _il_index}

        return functions[func_id]()

    def __init__(self, input_lst, copy_input_list=False):
        """
        Constructor of the Immutable list. Creates a dynamic function/closure
        that wraps the input list, which can be later passed to the
        _methods_impl static method defined above. This is
        required to avoid maintaining the input list as a data member, to
        prevent the caller from accessing and modifying it.

        @param input_lst: The input list to be wrapped by the Immutable list.
        @param copy_input_list: specifies whether to clone the input list and
            use the clone in the instance. See class documentation for more
            details.
        @return:
        """

        assert(isinstance(input_lst, list))
        lst = list(input_lst) if copy_input_list else input_lst
        self._delegate_fn = lambda func_id, *args: \
            ImmutableList._methods_impl(lst, func_id, *args)

    # All overridden methods.
    def __iter__(self): return self._delegate_fn(0)

    def __getitem__(self, index): return self._delegate_fn(1, index)

    def __len__(self): return self._delegate_fn(2)

    def __str__(self): return self._delegate_fn(3)

    def __gt__(self, other): return self._delegate_fn(4, other)

    def __lt__(self, other): return self._delegate_fn(5, other)

    def __ge__(self, other): return self._delegate_fn(6, other)

    def __le__(self, other): return self._delegate_fn(7, other)

    def __eq__(self, other): return self._delegate_fn(8, other)

    def __ne__(self, other): return self._delegate_fn(9, other)

    def __contains__(self, item): return self._delegate_fn(10, item)

    def __add__(self, other): return self._delegate_fn(11, other)

    def __mul__(self, other): return self._delegate_fn(12, other)

    def __radd__(self, other): return self._delegate_fn(13, other)

    def __rmul__(self, other): return self._delegate_fn(14, other)

    def copy(self): return self._delegate_fn(15)

    def count(self, value): return self._delegate_fn(16, value)

    def index(self, value, start=0, stop=0):
        return self._delegate_fn(17, value, start, stop)


def main():
    lst1 = ['a', 'b', 'c']
    lst2 = ['p', 'q', 'r', 's']

    imm1 = ImmutableList(lst1)
    imm2 = ImmutableList(lst2)

    print('Imm1 = ' + str(imm1))
    print('Imm2 = ' + str(imm2))

    add_lst1 = lst1 + imm1
    print('Liist + Immutable List: ' + str(add_lst1))
    add_lst2 = imm1 + lst2
    print('Immutable List + List: ' + str(add_lst2))
    add_lst3 = imm1 + imm2
    print('Immutable Liist + Immutable List: ' + str(add_lst3))

    is_in_list = 'a' in lst1
    print("Is 'a' in lst1 ? " + str(is_in_list))

    slice1 = imm1[2:]
    slice2 = imm2[2:4]
    slice3 = imm2[:3]
    print('Slice 1: ' + str(slice1))
    print('Slice 2: ' + str(slice2))
    print('Slice 3: ' + str(slice3))

    imm1_times_3 = imm1 * 3
    print('Imm1 Times 3 = ' + str(imm1_times_3))
    three_times_imm2 = 3 * imm2
    print('3 Times Imm2 = ' + str(three_times_imm2))

    # For loop
    print('Imm1 in For Loop: ', end=' ')
    for x in imm1:
        print(x, end=' ')
    print()

    print("3rd Element in Imm1: '" + imm1[2] + "'")

    # Compare lst1 and imm1
    lst1_eq_imm1 = lst1 == imm1
    print("Are lst1 and imm1 equal? " + str(lst1_eq_imm1))

    imm2_eq_lst1 = imm2 == lst1
    print("Are imm2 and lst1 equal? " + str(imm2_eq_lst1))

    imm2_not_eq_lst1 = imm2 != lst1
    print("Are imm2 and lst1 different? " + str(imm2_not_eq_lst1))

    # Finally print the immutable lists again.
    print("Imm1 = " + str(imm1))
    print("Imm2 = " + str(imm2))

    # The following statemetns will give errors.
    # imm1[3] = 'h'
    # print(imm1)
    # imm1.append('d')
    # print(imm1)

if __name__ == '__main__':
    main()

6

Puede simular una lista inmutable enlazada individualmente al estilo Lisp usando tuplas de dos elementos (nota: esto es diferente a la respuesta de tupla de cualquier elemento , que crea una tupla que es mucho menos flexible):

nil = ()
cons = lambda ele, l: (ele, l)

Por ejemplo, para la lista [1, 2, 3], tendría lo siguiente:

l = cons(1, cons(2, cons(3, nil))) # (1, (2, (3, ())))

Su estándar cary cdrfunciones son sencillas:

car = lambda l: l[0]
cdr = lambda l: l[1]

Dado que esta lista está vinculada de forma individual, al frente se agrega O (1). Dado que esta lista es inmutable, si los elementos subyacentes de la lista también son inmutables, puede compartir de forma segura cualquier sublista para reutilizarla en otra lista.


¿Cómo es esta implementación más flexible que la tupla nativa (a, b, c)?
Literal

@Literal Puede anteponer a una lista enlazada individualmente, a diferencia de una tupla normal, que está congelada. Esto es lo que los hace mucho más versátiles y básicos en los lenguajes de programación funcionales.
kevinji

Gracias por su respuesta. Todavía estoy tratando de comprender el beneficio de esta implementación, ya que también puedo anteponer un elemento creando una nueva instancia de tupla: (z,) + (a, b, c). ¿Es una cuestión de rendimiento?
Literal

4

Pero si hay una tupla de matrices y tuplas, entonces la matriz dentro de una tupla se puede modificar.

>>> a
([1, 2, 3], (4, 5, 6))

>>> a[0][0] = 'one'

>>> a
(['one', 2, 3], (4, 5, 6))

9
Realmente no puede haber una colección que haga que su contenido sea inmutable, porque necesitaría una forma de hacer una copia inmutable de objetos arbitrarios. Para hacer eso, tendría que copiar las clases a las que pertenecen esos objetos, e incluso las clases integradas a las que hacen referencia. Y aún así, los objetos podrían referirse al sistema de archivos, a la red oa algo más que siempre será mutable. Entonces, dado que no podemos hacer que un objeto arbitrario sea inmutable, tenemos que estar satisfechos con colecciones inmutables de objetos mutables.
Jack O'Connor

1
@ JackO'Connor No estoy completamente de acuerdo. Todo depende de cómo modele el mundo: la mutabilidad externa siempre se puede modelar como estados que evolucionan en el tiempo, y en lugar de mantener un solo estado mutable, siempre puedo elegir referirme a s_t que es inmutable. "Colección inmutable de objetos inmutables" <- consulte Huskell, Scala y otros lenguajes de programación funcionales. Antes de comenzar a aprender Python, solía creer que Python tiene un soporte total de inmutabilidad y fp por lo que escuché de otros, pero resulta que no es cierto.
Kane

Debería haber dicho, realmente no puede haber tal cosa en Python. La inmutabilidad de Python depende de que el programador respete las convenciones (como _private_variables), en lugar de cualquier aplicación del intérprete.
Jack O'Connor

1
Un lenguaje como Haskell ofrece muchas más garantías, aunque si el programador realmente quisiera ser malvado, aún podría escribir /proc/#/memo vincular bibliotecas inseguras o lo que sea para romper el modelo.
Jack O'Connor

1

List y Tuple tienen una diferencia en su estilo de trabajo.

En LIST podemos realizar cambios después de su creación pero si quieres una secuencia ordenada en la que no se puedan aplicar cambios en el futuro puedes usar TUPLE.

más información::

 1) the LIST is mutable that means you can make changes in it after its creation
 2) In Tuple, we can not make changes once it created
 3) the List syntax is
           abcd=[1,'avn',3,2.0]
 4) the syntax for Tuple is 
           abcd=(1,'avn',3,2.0) 
      or   abcd= 1,'avn',3,2.0 it is also correct

-1

En lugar de tupla, puede usar frozenset. frozenset crea un conjunto inmutable. puede usar list como miembro de frozenset y acceder a todos los elementos de la lista dentro de frozenset usando single for loop.


3
frozenset requiere que sus miembros de conjunto sean hash, lo que no es una lista.
matias elgart
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