Python筆記1-變量與對(duì)象

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一、Python 中，一切皆對(duì)象。每個(gè)對(duì)象由：標(biāo)識(shí)（identity）、類型（type）、value（值）組成。

1. 標(biāo)識(shí)用于唯一標(biāo)識(shí)對(duì)象。使用內(nèi)置函數(shù) id(obj)可返回對(duì)象 obj 的標(biāo)識(shí)。

2. 類型用于表示對(duì)象存儲(chǔ)的“數(shù)據(jù)”的類型�？梢允褂� type(obj)獲得對(duì)象的所屬類型。

3. 值表示對(duì)象所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的信息。使用 print(obj)可以直接打印出值。

4. Python 是動(dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，變量不需要顯式聲明類型。根據(jù)變量引用的對(duì)象，Python 解釋器自動(dòng)確定數(shù)據(jù)類型。

5. Python 是強(qiáng)類型語(yǔ)言，每個(gè)對(duì)象都有數(shù)據(jù)類型，只支持該類型支持的操作。

二、賦值

在 Python 中，變量也稱為對(duì)象的引用。變量引用“對(duì)象”。

變量位于棧內(nèi)存。對(duì)象位于堆內(nèi)存。

變量盒子

Python 賦值語(yǔ)句實(shí)際上與“變量盒子”模型略有不同。在 Python 中，值可能最終放在內(nèi)存中的任何位置，而變量用于引用它們。對(duì)變量賦值就像把一個(gè)黃色小粘貼便簽放在值上，并說(shuō)“這是 x”。

賦值就象貼標(biāo)簽

上圖是一個(gè)更準(zhǔn)確的 Python 賦值的效果。箭頭用于顯示變量引用的值。舊值不會(huì)被新值擦除，變量只需重新綁定新值。效果就像將粘貼便簽從一個(gè)對(duì)象移動(dòng)到另一個(gè)對(duì)象一樣(重新綁定)。

你也不必?fù)?dān)心計(jì)算機(jī)內(nèi)存中充滿“被丟棄”的值。如果一個(gè)值不再被任何變量引用，它就不再有用。 Python將自動(dòng)從內(nèi)存中清除這些值，以便空間可以用于存放新值。這個(gè)自動(dòng)內(nèi)存管理的過(guò)程確實(shí)被稱為“垃圾收集”。

變量在使用前必須先進(jìn)行初始化，也就是將變量綁定在一個(gè)對(duì)象上，格式如：變量名 = 表達(dá)式。執(zhí)行過(guò)程中，解釋器先運(yùn)行右邊的表達(dá)式，在堆內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，然后將對(duì)象的內(nèi)存地址賦給左邊的變量。

<section style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: mp-quote, -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, " helvetica="" neue",="" "pingfang="" sc",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei="" ui",="" yahei",="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 17px;="" text-align:="" justify;="" text-indent:="" 2em;"=""> 為了簡(jiǎn)化內(nèi)存管理，Python通過(guò)引用計(jì)數(shù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)垃圾回收功能，Python中的每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)引用計(jì)數(shù)，用來(lái)計(jì)數(shù)該對(duì)象在不同場(chǎng)所分別被引用了多少次。每當(dāng)引用一次Python對(duì)象，相應(yīng)的引用計(jì)數(shù)就增1，每當(dāng)消毀一次Python對(duì)象，則相應(yīng)的引用就減1，只有當(dāng)引用計(jì)數(shù)為零時(shí)，才真正從內(nèi)存中刪除Python對(duì)象。

不要將is用于數(shù)和字符串等不可變的基本值。鑒于Python在內(nèi)部處理這些對(duì)象時(shí)可能會(huì)采用“small integer cache”的方式，將一些小整數(shù)、字符串等不可變對(duì)象只保留一份拷貝，這樣做的結(jié)果是不可預(yù)測(cè)的。

三、可變對(duì)象與不可變對(duì)象

Python在heap中分配的對(duì)象分成2類：

1. 不可變對(duì)象（immutable object）：Number（int、float、bool、complex）、String、Tuple. 采用等效于“傳引用”的方式。

2. 可變對(duì)象（mutable object）：List、dictionary.采用等效于“傳值”的方式。

四、關(guān)于參數(shù)傳遞

在編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)中，有兩種常見(jiàn)的范例將參數(shù)傳遞給函數(shù)：

傳遞值：參數(shù)的副本傳遞給函數(shù)。

傳遞引用：對(duì)參數(shù)的引用將傳遞給函數(shù)。

Python中的參數(shù)是按值傳遞還是按引用傳遞？答案是，兩者都不是。

回想一下，在Python中，每條數(shù)據(jù)都是一個(gè)對(duì)象。引用指向一個(gè)對(duì)象，而不是一個(gè)特定的內(nèi)存位置。

在Python中，類似的賦值語(yǔ)句如下：

x = 5

x = 10

這些賦值語(yǔ)句具有以下含義：

第一條語(yǔ)句導(dǎo)致x指向一個(gè)值為的對(duì)象5。

下x一條語(yǔ)句重新分配為值為的另一個(gè)對(duì)象的新引用10。換句話說(shuō)，第二個(gè)賦值重新綁定x到具有value的另一個(gè)對(duì)象10。

在Python中，當(dāng)您將參數(shù)傳遞給函數(shù)時(shí)，會(huì)發(fā)生類似的重新綁定�？紤]以下示例：

def f(fx):

fx = 10

x = 5

f(x)

---------------------

>>>x

>>>5

在主程序中，第x = 5的語(yǔ)句創(chuàng)建一個(gè)名為x的引用，該引用x綁定到一個(gè)值為的對(duì)象5。然后以x作為參數(shù)調(diào)用f()。當(dāng)f()第一次啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)叫做fx新的引用被創(chuàng)建，它最初指向對(duì)象x(也就是5)：

函數(shù)調(diào)用圖

但是，在執(zhí)行fx = 10的語(yǔ)句時(shí)，將fx重新綁定到值為10的新對(duì)象。x和fx這兩個(gè)引用相互分離。沒(méi)有影響主程序中的x，并且在f()終止x時(shí)仍會(huì)指向該對(duì)象5，就像在函數(shù)調(diào)用之前一樣：

Python函數(shù)調(diào)用

可以使用id()確認(rèn)。顯示了所涉及對(duì)象的數(shù)字標(biāo)識(shí)符：

>>> def f(fx):

 2 ...     print('fx =', fx, '/ id(fx) = ', id(fx))
 3 ...     fx = 10
 4 ...     print('fx =', fx, '/ id(fx) = ', id(fx))
 5 ...
 6 
 7 >>> x = 5
 8 >>> print('x =', x, '/ id(x) = ', id(x))
 9 x = 5 / id(x) =  1357924048
10 
11 >>> f(x)
12 fx = 5 / id(fx) =  1357924048
13 fx = 10 / id(fx) =  1357924128
14 
15 >>> print('x =', x, '/ id(x) = ', id(x))
16 x = 5 / id(x) =  1357924048

當(dāng)f()第一次啟動(dòng)，fx與x都指向同一個(gè)對(duì)象，它id()是1357924048。f()執(zhí)行語(yǔ)句fx = 10后，fx指向不同的對(duì)象，它id()是1357924128。調(diào)用環(huán)境中與原始對(duì)象的連接丟失。

Python中的參數(shù)傳遞在某種程度上是按值傳遞和按引用傳遞之間的混合。傳遞給函數(shù)的是對(duì)對(duì)象的引用，但該引用是按值傳遞的。

注意： Python的參數(shù)傳遞機(jī)制稱為pass-by-assignment。這是因?yàn)閰?shù)名稱綁定到Python中函數(shù)輸入上的對(duì)象，并且賦值也是將名稱綁定到對(duì)象的過(guò)程。您可能還會(huì)看到術(shù)語(yǔ)“按對(duì)象傳遞”，“按對(duì)象傳遞引用”或“按共享傳遞”。

這里的關(guān)鍵要點(diǎn)是，Python函數(shù)無(wú)法通過(guò)將相應(yīng)的參數(shù)重新分配給其他東西來(lái)更改參數(shù)的值。下面的示例演示了這一點(diǎn)：

>>> def f(x):
...     x = 'foo'
...
>>> for i in (40,dict(foo=1, bar=2),{1, 2, 3},'bar',['foo', 'bar', 'baz']):
...     f(i)
...     print(i)
...
40
{'foo': 1, 'bar': 2}
{1, 2, 3}
bar
['foo', 'bar', 'baz']

在這里，類型的對(duì)象int，dict，set，str，，list傳遞給f()作為參數(shù)。但是正如您所看到的，一旦回到調(diào)用環(huán)境中，它們都保持不變。一旦f()執(zhí)行任務(wù)x = 'foo'，將被重新綁定，原始對(duì)象的連接丟失。

這是否意味著Python函數(shù)根本無(wú)法修改其參數(shù)？其實(shí)不，不是這樣！注意這里發(fā)生的情況：

>>> def f(x):
...     x[0] = '---'
...

>>> my_list = ['foo', 'bar', 'baz', 'qux']

>>> f(my_list)
>>> my_list
['---', 'bar', 'baz', 'qux']

在這種情況下，f()參數(shù)是list。當(dāng)f()被調(diào)用時(shí)，一個(gè)引用my_list被傳遞。您已經(jīng)看到f()無(wú)法重新分配my_list。但是，f()可以在內(nèi)部使用引用進(jìn)行修改my_list。在這里，f()已經(jīng)修改了第一個(gè)元素。您可以看到，函數(shù)一旦返回，my_list實(shí)際上在調(diào)用環(huán)境中已被更改。相同的概念適用于字典：

>>> def f(x):
...     x['bar'] = 22
...

>>> my_dict = {'foo': 1, 'bar': 2, 'baz': 3}

>>> f(my_dict)
>>> my_dict
{'foo': 1, 'bar': 22, 'baz': 3}

在這里，f()修改了my_dict。該更改反映在f()返回后的調(diào)用環(huán)境中。

參數(shù)傳遞摘要

Python中傳遞的參數(shù)可以總結(jié)如下。傳遞一個(gè)不可變的對(duì)象，像int，str，tuple，或frozenset，傳遞給Python函數(shù)的行為類似于按值傳遞。該函數(shù)無(wú)法在調(diào)用環(huán)境中修改對(duì)象。傳遞一個(gè)可變的對(duì)象，比如list、dict或set，可以起到類似于引用傳遞的作用，但不完全是這樣。該函數(shù)不能完全重新分配對(duì)象，但它可以在對(duì)象中適當(dāng)?shù)馗捻?xiàng)，這些更改將反映在調(diào)用環(huán)境中。

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