Julia中函数无法修改标量却可修改数组的原因探究

首先要明确：Julia手册里说“所有值都是真正的对象”是准确的，差异的核心不是对象与非对象的区分，而是类型的可变性（Mutability）。

不可变类型（Immutable Types） #

像Float64、Bool这类基础类型都属于不可变类型——它们的实例一旦创建，内部数据就无法被修改。当你把这类值传给函数时，函数里的变量只是绑定到原对象的一个副本（或者说新的变量绑定），你在函数里对变量的赋值操作，本质是让这个变量重新绑定到一个新的不可变对象，完全不会影响原对象。

举个例子：

function modify_num(x)
    x = x + 1.0
    println("函数内：", x)
end

num = 3.0
modify_num(num)
println("函数外：", num)

运行后会发现，函数外的num还是3.0，因为函数里的x只是新创建了一个4.0的对象，和原对象无关。

可变类型（Mutable Types） #

数组（Array）属于可变类型——这类对象的内部数据可以被修改。当你把数组传给函数时，函数里的变量和外部变量绑定的是同一个对象，所以对数组元素的修改，本质是直接修改了这个共享对象的内部内容，外部自然能看到变化。

举个例子：

function modify_arr(arr)
    arr[1] = 99
    println("函数内：", arr)
end

arr = [1, 2, 3]
modify_arr(arr)
println("函数外：", arr)

运行后数组的第一个元素会变成99，因为函数直接修改了原数组对象的内容。

Julia如何区分这两类类型 #

Julia通过类型定义的方式区分：

• 用struct定义的是不可变类型，基础数值类型、自定义的不可变结构体都属于这类；
• 用mutable struct定义的是可变类型，数组、自定义的可变结构体属于这类。

不可变类型的实例无法修改其字段，而可变类型的实例可以自由修改字段内容（数组的元素就是其内部字段的一部分）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Curious student