如何创建Python字典内int、str值的引用实现修改同步？

假设我们有如下字典：

some_dict = {
    "first": 11111,
    "second": {
        "second_1": 22222,
        "second_2": 232323,
        "second_3": 99999
    }
}

当我们把嵌套字典赋值给新变量时，变量持有的是该嵌套字典的引用：

ref = some_dict["second"]

此时修改原字典里嵌套字典的内部值，ref的内容会同步变化：

some_dict["second"]["second_1"] = "not a second_1"
print(ref)

执行输出结果为：

{'second_1': 'not a second_1', 'second_2': 232323, 'second_3': 99999}

如何对int、str这类基础类型的值创建同等效果的引用？预期实现效果如下：

ref = some_dict["second"]["second_1"]

some_dict["second"]["second_1"] = "not a second_1"
print(ref)

预期输出结果：

not a second_1

首先明确Python的变量本质：Python中所有变量存储的都是对象的引用，不存在"值类型直接存储值"的逻辑，但int、str、tuple属于不可变对象，对这类对象的"修改"本质是让变量指向新的对象，而非修改原有对象本身。
之前嵌套字典能实现同步更新，是因为字典是可变对象：修改字典内部键值对时，字典对象本身没有被替换，只是内部内容发生变化，所有指向这个字典对象的引用都会感知到变化。但如果直接把some_dict["second"]["second_1"]赋值给ref，相当于ref直接指向了当时值为22222的int对象，后续给字典键重新赋值，只是让字典的这个键指向了新的字符串对象，和ref之前指向的旧int对象没有关联，自然不会同步。
Python语法层面不支持直接持有"某个容器内某个位置"的透明引用，要实现预期效果，不能直接存储静态值，需要保留取值路径、动态读取最新值，常见实现方案如下：

• 方案1：保存父容器和访问路径，取值时动态读取
  这是最轻量的实现方式，不需要额外封装，只需要记录值所在的容器和对应的键，每次取值时从容器中动态获取即可：

  # 单层路径的简单实现
  ref_parent = some_dict["second"]
  ref_key = "second_1"
  
  some_dict["second"]["second_1"] = "not a second_1"
  print(ref_parent[ref_key])  # 输出：not a second_1
  

  如果访问路径较深，可以把完整路径存为元组，配合简单的取值函数实现：

  def get_ref(root, path):
      cur = root
      for k in path:
          cur = cur[k]
      return cur
  
  ref_root = some_dict
  ref_path = ("second", "second_1")
  
  some_dict["second"]["second_1"] = "not a second_1"
  print(get_ref(ref_root, ref_path))  # 输出：not a second_1
  

• 方案2：用包装类封装取值逻辑
  如果希望ref可以像普通值一样直接打印、参与运算，可以自定义简单的包装类，内部保存父容器和键，重写输出、运算相关的魔法方法：

  class Ref:
      def __init__(self, container, key):
          self.container = container
          self.key = key
      def __repr__(self):
          return repr(self.container[self.key])
      # 可根据需要重写__add__、__eq__等运算方法适配int/str操作
  
  ref = Ref(some_dict["second"], "second_1")
  some_dict["second"]["second_1"] = "not a second_1"
  print(ref)  # 输出：not a second_1
  

注意：不存在完全透明的基础类型引用。哪怕是之前的字典引用场景，如果你直接给some_dict["second"]赋值一个全新的字典对象，原来的ref也不会同步变化，本质逻辑和基础类型完全一致：只要你替换了容器内存储的对象本身，而不是修改对象内部内容，旧的引用就不会感知到变化。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user18196171