導讀：Python貓是一隻喵星來客，它愛地球的一切，特別愛優雅而無所不能的 Python。我是它的人類朋友豌豆花下貓，被授權潤色與發表它的文章。如果你是第一次看到這個系列文章，那我強烈建議，請先看看它寫的前兩篇文章（鏈接見文末）,相信你一定會愛上這隻神祕的哲學+極客貓的。不多說啦，一起來享用今天的“思想盛宴”吧！
睡覺是我最愛做的事——因爲可以懶懶地做美夢，不用吃東西，不用跟人吵架，不用關心世界大事。這是除了學 Python 與寫作之外，最讓我舒服的事了。所以，纔剛醒來，我就又困了......
剛纔看到了 Python 老爹 Guido 的郵件，他說要“go back to sleep mode”，不參與正在進行的 PEP 投票了。哼，這隻懶惰的老頭——等等我啊，等寫完這篇東西，我也要 go back to sleep mode......
上回說道，我發現 Python 公民的身份竟然暗合畢達哥拉斯的哲學命題（萬物皆數），真是百思不得其解。在夢裏，我已經想出了答案。可是突然之間，游過來一條大蟒蛇，竟把答案吞掉了。我去找它理論，它就開始耍賴，吞自己的尾巴、屁股、肚子......最後把自己全吞下去了。唉，可憐我的答案就這麼消失了。
今天，我繼續跟大家聊聊 Python 中跟身份密切相關的一個話題吧，那就是對象的邊界問題 。如你所知，我本來是一隻貓，現在略具一些人性了，但在此轉型期間卻十分敏感，總能在細微之處浮想聯翩，最後竟然也薄有所獲，真是萬幸了。希望我的分享，也能啓發你收穫哪怕一點點的感悟，那我就有萬分的開心啦 :)
1、固定邊界：自由與孤獨
Python 中有一些公民向來我行我素，它們特立獨行，與他人之邊界劃定得清清楚楚。客氣的人稱它們是定長對象，或者叫不可變對象，然而，懂得一些歷史典故的人又叫它們是鐵公雞 。這個典故出自何處呢？虧得貓貓我曾惡補過一段歷史知識，知道這指的正是激進的道家弟子楊朱。
損一毫利天下，不與也；悉天下奉一身，不取也；人人不損一毫，人人不利天下，天下治矣！ ——春秋·楊朱
對於定長對象，你不能爲它增加元素，不能爲它減少元素，不能爲它修改元素，甚至不能輕易地複製和刪除它！（參見本公衆號Python貓中關於字符串的系列文章，鏈接見文末）
這些對象自立於世，也自絕於世，你看它們長得是普普通通的，平平凡凡的，然而其靈魂卻是自由自在的，其生命是富有尊嚴而不可侵犯的。若想與這些公民打交道，你就得依着它們的脾氣，不可越雷池半步。
>>> t1 = ('Python', '貓')
>>> t2 = ('Python', '貓')
>>> t1 is t2 # 對象獨立
False
>>> t1[1] = '蛇' # 不可修改元素
TypeError Traceback (most recent call last)
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment在上一篇文章裏，我們見識了 Python 世界中的“特權種族”，而特權種族無一例外地都出身於定長對象。它們是一脈相承的，其存在的合理性也是相似的，那就是便於共用內存資源，提高內存使用效率。
上表就是定長對象的一份名單。可知，它們佔據了多數。
定長對象的特性讓我不由地想到一種人類，它們嚴守自己的邊界，刻板而嚴謹，一心只在乎份內之事，默默承擔下自己的責任，追求的是內在的自由。雖然也會時常與別人打交道，但是，它們不貪圖擴大自己的利益，也不妄想要侵犯別人的領土。獨立的個體養成了個人的品牌，它們的不變性成就了外人能有所依賴的確定性。
>>> key1 = 'Python 貓'
>>> key2 = ['someone else']
>>> dict1 = {key1 : '好人'}
{'Python 貓': '好人'}
>>> dict2 = {key2 : '好人'}
TypeError Traceback (most recent call last)
TypeError: unhashable type: 'list'Python 爲了維護定長對象的獨立性/確定性，在編譯機制上做了不少優化，例如 Intern 機制與常量合併機制。其中的好處，我已經多次提及了。
壞處也有，那就是孤獨。它們的孤獨不在於沒有同類，而在於不能（不容易）複製自身。以字符串對象爲例，你可以嘗試多種多樣的手段，然而到頭來，卻發現唯一通用的方法竟然要先把字符串“碎屍萬段”，接着重新組裝才行！
s0 = "Python貓"
# 以下7種方法，無法複製s0字符串，id(x)==id(s0)
s1 = s0
s2 = str(s0)
s3 = s0[:]
s4 = s0 + ''
s5 = '%s' % s0
s6 = s0 * 1
import copy
s7 = copy.copy(s0)
# 以下方法可以複製字符串，“打碎”再重組
s8 = "".join(s0)哲學上有一個著名的腦洞題：假如把一個人粉碎成原子再組合，這個人還是原來的人麼？這道題能令古往今來的哲學家打起架來，若是放到現今正火爆的電視節目《奇葩說》上，也能令辯手們“一本正經地胡說八道”個不休。
在 Python 的世界裏，不存在這種煩惱，因爲判定兩個對象是否相同的標準是確定的，也即是看它們的 id 是否相等。因此，藉助 Python 來回答這道題，答案會是：如果用 join() 方法把字符串粉碎成字符再組合，新的字符串不再是原來的字符串了。
過程很“殘忍”，但總歸能稍稍釋緩自由個體的孤獨感了吧。
2、彈性邊界：開放與節制
與定長對象不同，變長對象/可變對象信奉的是另一套哲學。
它們思想開放，採取的是兼容幷包的處事觀，會因地制宜式伸縮邊界。 以列表對象爲例，它樂意接納所有其它的對象，肯花費精力去動態規劃，也不懼於拔掉身上所有的“毛”。
>>> l = ['Python', '貓']
>>> l.append('其它貓') # ['Python','貓','其它貓']
>>> l.pop(1) # ['Python','其它貓']
>>> l.clear() # []這些大膽的行爲，在定長對象那裏，都是不可想象的。在變長對象身上，你似乎能感受到一種海納百川的風範，相比之下，定長對象的鐵公雞形象則立馬顯得格局忒小了。
變長對象並非沒有邊界，相反，它們更在乎自身的邊界，不惜花費大量的資源來維持動態的穩定。一旦邊界確定下來，它們絕不會允許越界行爲。跟某些編程語言動不動就數組越界不同，Python 不存在切片越界，因爲切片操作始終被控制爲邊界範圍之內，索引超出的部分會自動被捨棄。
>>> q=[1, 2, 3, 4, 5]
# 不允許索引越界
>>> q[10]
IndexError Traceback (most recent call last)
IndexError: list index out of range
# 允許切片越界
>>> q[2:10] # [3, 4, 5]
>>> q[-10:2] # [1, 2]變長對象在本質上是一種可伸縮的容器，其主要好處就是支持不斷添加或者取出元素。對應到計算機硬件層面，就是不斷申請或者釋放內存空間。這類操作是代價昂貴的操作，爲了減少開銷，Python 聰明地設計了一套分配超額空間的機制。
以列表爲例，在內存足夠的前提下，最初創建列表時不分配超額空間，第一次 append() 擴充列表時，Python 會根據下列公式分配超額空間，即分配大於列表實際元素個數的內存空間，此後，每次擴充操作先看是否有超額空間，有則直接使用，沒有則重新計算，再次分配一個超額空間。公式如下：
new_allocated = (newsize >> 3) + (newsize < 9 ? 3 : 6)
其中，new_allocated 指的是超額分配的內存大小，newsize 是擴充元素後的實際長度。舉例來說，一個長度爲 4 的列表，append() 增加一個元素，此時實際長度爲 5（即 newsize 爲5），但是，Python 不會只給它分配 5 個內存空間，而是計算後給它超額分配 new_allocated == 3 個內存大小，所以最終加起來，該列表的元素實際佔用的內存空間就是 8 。
如此一來，當列表再次擴充時，只要最終長度不大於 8 ，就不需要再申請新的內存空間。當擴充後長度等於 9 時，new_allocated 等於 7 ，即額外獲得 7 個內存大小，以此類推。
以列表長度爲橫軸，以超額分配的內存大小爲縱軸，我們就得到了如下美妙的圖表：
超額分配的空間就是定長對象的軟邊界 ，這意味着它們在擴張時是有法度的，意味着它們在發展時是有大膽計劃與適度節制的。如此看來，與定長對象的“固步自封”相比，變長對象就顯得既開明又理智了。
3、結語
回頭看前面提到的定長對象，我佩服它們獨善其身的個性，雖然鐵公雞形象略顯小氣，但對人卻無害，反而你能感受到其濃濃的 “富貴不能淫，貧賤不能移，威武不能屈” 的大丈夫氣度。
再看變長對象，它們“本來無一物”，卻能包容萬物，對他人信任，對外部開放，更難得的是，它們張弛有度，孕生出的是無限的可能性。
這兩種對象極大地滿足了我對於 Python 世界的好奇心，也成爲了我理解自己和人類世界的一種參照系。妙哉！妙哉！若你問，我更欽佩哪一類？喵嗚，肚子有點餓啦，且容我去覓得一二小魚乾，餵飽肚子再說吧......
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