如何理解python的“变量无类型，数据(对象)有类型“

Posted 2021-12-30 geng_zhaoying

计算机为了处理数据，就必须保存这些数据。程序设计的说法是用变量保存数据，其格式为：变量名=数值，例如：a=2。习惯上说：定义一个变量a赋值为2，更简单些，令变量a等于2，或a等于2。那么在python中，语句a=2执行了那些操作将数据2保存，并令变量a代表数据2呢？为解释这一点，必须简单介绍些硬件知识。
在买手机时，最关心的指标之一是运行内存(RAM，简称内存)大小，内存越大，手机运行速度越快。当手机运行一个应用程序，例如微信，应用程序和应用程序所用的数据都将保存到内存中，换句话讲，应用程序只能在内存中运行，处理数据。内存可想象为有多个方格的储物柜，每个方格都有唯一编号，将物品保存到某编号方格内，取物品时，根据编号很容易取回物品。内存也有很多单元，每个单元也有编号，内存的编号一般称为地址。把数据保存到内存单元中，根据内存地址就能存取数据。直接用地址访问数据，十分不便。就像每个学生都有学号，而老师点名学生时，总是使用学生名字点名，因学号和学生姓名有对应关系。因此也可以为保存数据的内存单元起一个名字，称为变量，并将变量和数据地址形成对应关系。可将整个内存划分为多个区域，包括保存程序的区域，保存变量的区域，以及保存数据区域等。一个变量包括两部分：变量名字符串和变量名所对应的数据存储地址。这样使用变量访问数据，实际上是变量通过地址访问数据，习惯上称作：变量通过地址引用数据，简称：变量引用(代表)数据。例如定义a=2，python首先将2保存到内存数据区某单元，然后将变量名字符a和数据2的地址保存到内存变量区。如果再令a=2.3，先将浮点数2.3保存到内存数据区，变量名保持不变，仅将其后的地址换为浮点数在内存的地址，称作变量a引用(代表)了浮点数2.3，由于变量a不再引用整数2，整数2所占用的内存单元将被垃圾收集器收回。那么为什么这样做呢？将数据2直接和变量名保存到一起不更简单吗？数据有多种类型，将来能看到有些数据占用内存很多，将数据直接和变量名保存到一起，会使查找变量名变得十分复杂，即通过变量名访问数据变得十分复杂。python采用的方法，每个变量占用空间相同，都是变量名字符串加上数据所在内存地址，通过变量名访问数据变得十分容易。顺便提醒读者，不是所有程序设计语言都采用python保存数据方法。
通过以上论述，可知在Python中变量无法单独使用，只有为变量赋值后，才能建立变量，这个变量就引用(代表)这个数据，通过变量可以访问该数据。如果为已存在变量赋值为其他类型数据，这个变量将就引用(代表)新的不同类型数据，即某个变量即可引用(代表)这种数据类型，也可以引用(代表)其它种数据类型，因此说：变量无类型，数据有类型。
python 预先定义了很多函数，称为内置函数，任何时候都能使用。函数是为了完成某些功能，预先编写的一段程序，并给这段程序起一个名子称为函数名，用函数名调用这段程序，完成指定功能。例如内置函数type(变量名)可得到该变量名代表数据的类型，其中type是函数名，括号内的变量称为参数，不能认为这是变量的数据类型，是变量所代表的数据的类型。用内置函数id(变量名)能得到该变量名代表数据在内存的地址。例子如下，它说明变量a可引用不同类型数据，可引用整型数，也可引用浮点数，整型数2和浮点数2.2被保存的内存地址是不同的，是两个不同数据。
>>> a=2 #2是整型数
>>> type(a) #int表示整型数，class表示是整型类，所有数据都是类对象
<class ‘int’>
>>> id(a) #得到变量a代表数据2在内存的地址，
140721116141248 #该地址和读者得到地址可能不同。
>>> a=2.2 #2.2是浮点数
>>> type(a) #float表示浮点数
<class ‘float’>
>>> id(a) #变量a代表新数据2.2在内存的地址
2068448440112 #和上一个地址一定不同，因它们是不同数据
用变量引用(代表)数据，因此该变量名必须是唯一的。变量名，除了和其它变量名不能重名外，还需遵循python变量命名规则