Изменяемые и неизменяемые типы: list против tuple

Разбираем вопрос, с которого часто начинают Python-секцию интервью: какие типы можно менять «на месте», а какие нет.

Изменяемый (mutable) объект можно менять, не создавая новый: его содержимое правится по тому же адресу в памяти. Неизменяемый (immutable) объект после создания изменить нельзя — любая «правка» создаёт новый объект.

Вопрос: какие типы изменяемые, а какие нет?

Чёткий ответ. Изменяемые: list, dict, set, bytearray. Неизменяемые: int, float, bool, str, tuple, frozenset, bytes, None. Проверить легко: попробуйте изменить элемент.

lst = [1, 2, 3]
lst[0] = 99          # список меняется на месте
print(lst)

t = (1, 2, 3)
try:
    t[0] = 99        # кортеж изменить нельзя
except TypeError as e:
    print("Ошибка:", e)

Вывод:

[99, 2, 3]
Ошибка: 'tuple' object does not support item assignment

Почему это важно: один объект — несколько имён

Имя в Python — это ссылка на объект, а не «коробка со значением». Когда вы пишете b = a, обе переменные указывают на один и тот же объект. Для неизменяемых типов это безопасно, а для изменяемых — источник классических багов: правка через одно имя видна через другое.

a = [1, 2, 3]
b = a                # b и a — одно и то же
b.append(4)
print("a:", a)       # изменили b — но a тоже изменился
print("a is b:", a is b)

Вывод:

a: [1, 2, 3, 4]
a is b: True

С неизменяемыми типами такой ловушки нет: n = 5; m = n; m += 1 не трогает n, потому что m += 1 создаёт новый объект и переназначает имя.

Зачем вообще нужны неизменяемые типы

• Ключи словаря и элементы множества. Они должны быть хешируемыми, а хешируемость требует неизменяемости. Поэтому ключом может быть tuple, но не list.
• Безопасность. Неизменяемый объект нельзя случайно испортить из чужого кода — его можно свободно передавать и кешировать.
• Скорость и память. Интерпретатор может переиспользовать неизменяемые объекты (например, кешировать малые числа).

d = {(1, 2): "точка"}     # tuple как ключ — ок
print(d[(1, 2)])
try:
    bad = {[1, 2]: "x"}   # list как ключ — нельзя
except TypeError as e:
    print("Ошибка:", type(e).__name__)
    print("list — нехешируемый тип")

Вывод:

точка
Ошибка: TypeError
list — нехешируемый тип

Итог

• Изменяемые: list, dict, set. Неизменяемые: числа, str, tuple, frozenset.
• Присваивание копирует ссылку, а не объект — для mutable это создаёт общие данные между именами.
• Ключом словаря и элементом множества может быть только неизменяемый (хешируемый) объект.