为什么Python列表等对象在函数内索引修改时会改变外部原值

核心原因解释 #

你的认知偏差核心是没有区分Python中赋值操作和可变对象原地修改操作的差异，以及Python变量本质是对象引用的底层逻辑：

1. 所有Python变量都是指向内存中对象的引用，不是值本身。对象分为两类：
   • 不可变对象：int、float、str、元组等，无法修改对象本身的内容，只要修改就会生成新的对象
   • 可变对象：列表、字典、numpy数组等，支持直接修改对象本身的内容，不需要生成新对象
2. 你的第一个示例中，函数内部执行i=1属于局部赋值操作，相当于在函数局部作用域新建了一个名为i的局部变量，和全局的i是完全独立的两个引用，自然不会修改全局i的值。
3. 你的第二个示例中，函数内部执行img[0] = img[0] + 100属于可变对象的原地修改操作：
   函数内部没有定义名为img的局部变量，所以会直接使用全局的img引用，这个引用指向内存中存储的列表对象，通过索引赋值是直接修改该内存对象的内容，因此全局的img读取到的就是修改后的结果。

避免原对象被修改的方案 #

要防止函数内操作影响外部原可变对象，只需要在操作前对可变对象做拷贝，基于拷贝后的本地副本操作即可，具体方案如下：

• 单层结构的可变对象（比如一维列表、一维numpy数组）用浅拷贝即可：
  列表可以用list.copy()方法或者切片list[:]，numpy数组可以用.copy()方法
• 嵌套结构的可变对象（比如二维列表、嵌套字典）需要用深拷贝，导入copy模块调用copy.deepcopy()方法即可

正确示例代码 #

import copy

# 建议将可变对象作为参数传入，不要直接调用全局变量，逻辑更易维护
def fun(input_img):
    # 拷贝生成本地副本，后续所有操作仅修改副本
    local_img = copy.deepcopy(input_img)
    local_img[0] = local_img[0] + 100
    return 'done', local_img

img = [0, 1]
status, modified_img = fun(img)
print(img == [0, 1]) # 输出True，原对象未被修改

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