深入理解Python列表元素引用与内存机制

def mutator(array, index, value):
    """
    通过列表和索引修改指定位置的元素。
    array: 待修改的列表
    index: 元素的索引
    value: 新的值
    """
    print(f"修改前: {array} (id(array[index]): {id(array[index])})")
    array[index] = value
    print(f"修改后: {array} (id(array[index]): {id(array[index])})")

my_list = [1, 2, 3]
print(f"原始列表: {my_list}")

# 修改索引为1的元素
mutator(my_list, 1, 99) 
# 此时 my_list 变为 [1, 99, 3]
print(f"最终列表: {my_list}")

# 观察 id 变化，表明引用指向了新的对象
another_list = ['a', 'b']
print(f"\n原始列表: {another_list}")
mutator(another_list, 0, 'z')
print(f"最终列表: {another_list}")

原始列表: [1, 2, 3]
修改前: [1, 2, 3] (id(array[index]): 140737352358080)
修改后: [1, 99, 3] (id(array[index]): 140737352361024)
最终列表: [1, 99, 3]

原始列表: ['a', 'b']
修改前: ['a', 'b'] (id(array[index]): 140737352362032)
修改后: ['z', 'b'] (id(array[index]): 140737352362480)
最终列表: ['z', 'b']

def mutator_with_setter(setter_func, value):
    """
    通过一个setter函数来修改数据。
    setter_func: 接受一个参数（新值）并执行修改操作的函数
    value: 新的值
    """
    setter_func(value)

class Point2D:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

    def __repr__(self):
        return f"Point2D(x={self.x}, y={self.y})"

# 示例1: 修改类实例的属性
p = Point2D(10, 20)
print(f"原始Point2D: {p}")

# 创建一个修改p.x的setter函数
def x_changer(new_value):
    p.x = new_value

mutator_with_setter(x_changer, 99) # 现在 p.x 变为 99
print(f"修改后Point2D: {p}")


# 示例2: 修改列表的特定元素
my_list = [1, 2, 3]
print(f"\n原始列表: {my_list}")

# 创建一个返回修改列表特定元素setter的函数
def item_changer_factory(array, index):
    def setter(new_value):
        array[index] = new_value
    return setter

# 获取修改 my_list 中索引为1的元素的setter
list_item_setter = item_changer_factory(my_list, 1)
mutator_with_setter(list_item_setter, 99) # 现在 my_list 变为 [1, 99, 3]
print(f"修改后列表: {my_list}")

原始Point2D: Point2D(x=10, y=20)
修改后Point2D: Point2D(x=99, y=20)

原始列表: [1, 2, 3]
修改后列表: [1, 99, 3]