python的变量，对象的内存地址以及参数传递过程

Posted 2020-09-21

作为一个由c/c++转过来的菜鸟，刚接触Python的变量的时候很不适应，应为他的行为很像指针，void* ，不知道大家有没有这样的感觉。其实Python是以数据为本，变量可以理解为标签。作为c/c++的菜鸟，把跟踪变量地址的习惯带入Python，举个小例子说明Python的变量，对象，及参数传递。

1 ‘‘‘例子1‘‘‘
2 x = 1
3 def fun(x):
4     x = 2
5     return None
6 
7 fun(x)
8 print(x)

 

其实不打印也可以，我们用pycharm单步调试，看一下在每一行执行中，变量x的值的变化，及其地址的变化（其实这句话应该改成：变量x的指向变化更准确）

Python中id()函数，可以返回对象的地址，id()的官方解释是：Return the “identity” of an object，既然是identity，肯定是唯一的；官方又说：CPython implementation detail: This is the address of the object in memory。我们暂时把id()返回值看做是对象在内存中的地址。

 

第一步：进入debug,在监视窗口，添加对Id(x)，和id(y) 的观察，蓝色高亮，表示下一步将执行，我们看到这时，x,y都没有分配地址

 

第二步：执行下一步，我们发现变量x，开始分配地址， 1392686144，我们记下这个数。

 

 第三步：进入函数中，执行 x = 2语句，我们发现,x的地址已经变成 1392686176，这就是Python 变量的特性，我们不能理解成把变量x赋值为2，而是“名字为x的标签指向对象2”，这样更准确。

 

第四步：返回fun(x)函数，我们发现X的id（）值又变回原来的数字，在这个例子中，我们把局部变量和全局变量用同一个标签指示，当调用函数，进入函数内部执行时，系统会创建堆栈，保留进入函数前的运行环境及数据。进入函数后，有创建了一个同名的标签x,x = 2,把局部标签指向局部对象2，这是局部标签x指向一个新的对象，内存地址肯定变化，当return none,返回函数调用时，堆栈撤销，局部的对象，变量随之撤销，局部标签x也撤销，此时x做回自己，变成全局标签x,依旧指向数字对象1.这就是为什么在函数内部，标签x指向其他对象后，返回调用，又恢复调用前的内存地址。 

 

 第一个例子中，从标签x的内存地址变化，帮我们理解Python的变量的行为。

在第二个例子中，我们仍然通过监视标签的内存地址变化，理解参数传递的过程

1 ‘‘‘例子2‘‘‘
2 a = []
3 def fun(a):
4     a.append(1)
5     return None
6 
7 fun(a)
8 print(a)

第一步：执行完函数调用，参数赋值，蓝色高亮是下一步将要执行的代码。我们发现在这一步，发生了参数赋值，创建堆栈，局部标签x的内存地址与外部标签a的内存地址相同，说明这一步，完成参数赋值，我们是不是可以把Python的“赋值语句”理解为“标签指向”这个动作？从这看，这样理解是可以的。所以“参数赋值”这个动作，可以理解为统一标签指向。

 

第二步： 当函数返回时，我们发现列表a的地址没有改变，并且列表中元素1得到保留，没有因为局部变量撤销而消失，这回一个典型的通过标签（引用），在局部过程中改变全局变量的例子。Python标签的这种特性是不是很像c++中的引用？是不是很像c中的指针？ 

 

 总结：Python的变量，我们用标签来理解，参考c的void*，参考c++中的&，Python的赋值动作，可以理解为“标签改变指向”的动作。参数传递过程，是交换标签指向的过程