下面用 10 个代码示例展示 Python 的 变量 本质。
不过还要注意:不管你是为了Python就业还是兴趣爱好,记住:项目开发经验永远是核心,如果你没有2020最新python入门到高级实战视频教程,可以去小编的Python交流.裙 :七衣衣九七七巴而五(数字的谐音)转换下可以找到了,里面很多新python教程项目,还可以跟老司机交流讨教!
1. 只是个名字
当 a
出现在赋值语句的左侧时,它仅仅代表一个 名字:
a = 1024
a = \'davycloud\'
a = [\'点赞\', \'关注\', \'收藏\']
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赋值完成后,这个名字和右侧的对象就 绑定 在一起了。在这个过程中,
a
是否已经绑定了其它对象完全不用考虑,也就是说,不管前面a
绑定了什么,或者什么也没有绑定,它都是个名字。- 只要名字是合法的,它可以绑定到任意的对象,完全不用考虑对象的类型
2. 对象的引用
绑定了对象的名字,也就是我们常说的 变量,当它出现在赋值语句的右侧时,它代表了 对象的引用:
a = []
b = a
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当把 a
赋给 b
的时候,a
代表的是列表对象的引用,也就是说:
- 列表对象本体不受影响
- 并不会复制出一个新的列表
a
和b
在这之后都是这同一个列表的引用
因为列表是可变对象,所以可以通过 a
和 b
任意一个变量改变对象,两者同时都会反映出对象的变化:
a.append(1) # a = [1], b = [1]
b.append(2) # a = [1, 2], b = [1, 2]
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“可变对象下面会再次讨论
3. 先右 后左
把多个赋值语句连在一起时,处理的顺序是从右往左:
a = b = []
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这里 b
首先是充当名字,绑定到一个列表对象;然后又充当对象的引用,赋给另一个名字 a
,也就是说,上面的语句等价于:
# 写法1
b = []
a = b
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它和下面的赋值方式有着截然不同的后果:
# 写法2
b = []
a = []
复制代码
在这里,两个变量分别绑定了两个不同的列表,它们之间互相并无关联。
但是这里有个有趣的地方,如果我们把 []
换成一个整数 1
或者字符串,那么 写法 1 和 写法 2 两种赋值方式在结果上就并无不同。
4. 变化取决于对象
继续上面的例子,两个名字绑定到同一个列表,操作其中一个,另一个就受到影响:
b = []
a = b
a.append(1)
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这是因为列表是一个 可变对象。而如果把列表换成数字或者字符串:
b = \'davy\'
a = b
a += \'cloud\'
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对 a
的自增操作并不会影响到 b
。先给出自增操作的等价形式:
a = a + \'cloud\'
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可见,这仍然是一次赋值而已。利用前面的结论:
- 右边的
a
代表对象的引用,即\'davy\'
,它和\'cloud\'
加起来生成一个新的对象 - 左边的
a
是一个名字,它再次和新对象,即\'davycloud\'
绑定在一起
也就是说,这中间总共产生了 3 个字符串对象。
我们仔细观察不难看出,当我们想要 改变对象的时候,必须通过的是对象提供的接口(对于列表来说,就是 append
方法,或者下标操作,对于其它对象,可以是改变它的属性),而 不可能通过重新赋值改变对象 。
赋值只是名字的绑定,再次强调。
这里我们还能得到另外一个结论:
不可变对象被多次引用/绑定不会产生副作用。比如说:
# a, b 绑定到同一个对象
a = b = \'davy\'
# a, b 分别绑定到一个对象
a = \'davy\'
b = \'davy\'
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在上面的示例中,两种绑定的语法含义是不同的,但是,因为字符串是不可变的,也就是说,即使 a
和 b
绑定到同一个字符串,它们也不会互相影响。既然这样,那么又何必在内存中重复创建两个一模一样的的 davy
字符串出来呢。不如直接复用好了,可以节省一点内存:
>>> a = \'davy\'
>>> b = \'davy\'
>>> a is b
True
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再次但是,这种优化并不是全局的,也就是说,并不是只要是相同的字符串就一定是唯一的对象:
>>> a += \'cloud\'
>>> b += \'cloud\'
>>> a is b
False
>>> a
\'davycloud\'
>>> b
\'davycloud\'
>>> a == b
True
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所以呢,大家知道有这种情况就好,对于不可变对象都要使用 ==
去比较,而不要用 is
,因为它可能会产生时而正确时而错误的诡异结果。
5. 瞬间交换的秘密
当一个赋值语句中右侧出现了多个对象,或者多个对象的引用,它们会自动打包成一个元组。
在赋值语句的左边,需要有相同数量的名字供解包:
a = [1024]
b = \'davycloud\'
a, b = b, a
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这个例子中,综合利用前 3 个规则:
- 先右后左
- 变量是对象的引用
- 左侧是名字
不难得出一个结论,这里两个名字交换了对象的引用,对象本体并没有移动。
6. 都是名字的错
a
没有赋值,直接地运行结果:
>>> print(a)
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name \'a\' is not defined
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这里看似很好解释,变量 a
没有定义嘛!加一行赋值语句不就行了。
但是:
- 这里报的错误是
NameError
: name \'a\' is not defined,名字未定义错误,并不是变量未定义 - 仔细想想,这个
a
到底是什么呢?数字?字符串?函数?类?模块?
7. 我们都是变量
接上一个例子:
a = 1
def a():
pass
class a():
pass
import sys as a
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不仅是赋值,定义函数,定义类,导入模块或模块中的对象,都是在绑定名字。
定义函数是把一个名字绑定到一个函数对象,定义类是把名字绑定到一个类对象,导入一个模块就是把一个名字绑定到一个模块对象。
Python 中一切皆对象,所以,它们都是变量。
8. 传参也不过是命名
既然说到了函数,那就继续来看函数的传参:
def func(x):
return x
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这个函数毫无用处,但是正好用来解释参数的传入和传出。
a = func(1024)
b = func(a)
复制代码
函数中的参数 x
其实也是一个名字,只是它的 作用域 是限定在 func
函数的内部。
给函数传参就如同是赋值,给这个内部名字绑定一个对象,而出参就好似出现在赋值右侧的变量,就是传出来一个对象引用:
# 伪代码
func(1024):
x = 1024
a = x
复制代码
“关于变量的作用域这里点到为止,有机会再详细讨论。
注意,上面的规则对所有的对象类型都是一样的,无论是可变对象还是不可变对象。
根据前面的分析,很容易得出结论:
- 如果参数/返回是不可变对象,那么它是不会产生副作用的
- 如果参数/返回是可变对象,那么函数内部对它的操作都会影响其它绑定到这个对象上的变量
因此,对于可变对象的传参需要格外谨慎。特别地,函数的默认参数不要使用可变对象。
因为默认参数的绑定是在函数定义阶段发生的:
def get_people(people=[]):
return people
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在调用 get_people
时,除非给 people
指定一个参数,否则它绑定的总是在函数定义时刻产生的那个列表。而我们的本意可能是,如果默认没有参数,就生成一个空列表。
一个常规的做法是,在函数内部新建对象:
def get_people(people=None):
if people is None:
people = []
return people
复制代码
9. 删不掉的对象
Python 提供了 del
关键字可以用来
NameError
,就好像它从来没存在过一样。
而对象呢,它们只是减少了一个引用:
a = [1, 2, 3]
b = a
del a # 完全不会影响到 b
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一个对象有多个变量引用到的情况下不会被清理很好理解,其实即使当前没有任何名字绑定到这个对象,这个对象也不会立即删除掉:
>>> a = []
>>> id(a)
2292904305736
>>> del a
>>> a
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name \'a\' is not defined
>>> b = []
>>> id(b)
2292904305736
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总而言之,del
的含义就是 解绑,别指望它删除对象。
“对象的引用计数和销毁是 Python 内部维护的,一般情况下我们无需关心。有兴趣的可以查阅 Python 的垃圾回收相关内容。
10. 浅拷贝?零拷贝!
终极例子:
a = [[]] * 3
a[0].append(1)
print(a) # [[1], [1], [1]]
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这里迷惑性比较强,因为用到了列表的 *
操作。当对一个列表乘法操作时,一般的理解是对其中的元素进行 复制(copy)。
看到 copy 很容易又会提起所谓的 浅拷贝 和 深拷贝,这里显然不是深拷贝,那么想当然的很容易理解为是浅拷贝,错!
这里不过又是一次隐形的赋值,让我们把它展开:
x = []
y = [x]
a = [x, x, x] # a = y * 3 的等价写法
a[0].append(1)
print(a)
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最重要的就是第 3 行代码:
y * 3
是要把y
中的元素复制3
份- 现在这个元素就是
x
, - 那么就让
x
重复出现3
次吧 - 实际的效果就是
[x, x, x]
,
x
是对象的引用,所以我们只是把对象的引用复制了 3
份,对象本体完全没有触及。
那么如果要真正复制这个列表应该怎么做呢?利用到系统提供的浅拷贝函数,或者是利用 切片:
# 列表内置的 copy 方法
a = [x.copy() for i in range(3)]
# 利用切片
a = [x[:] for i in range(3)]
# 利用 copy 标准库
from copy import copy
a = [copy(x) for i in range(3)]
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前面两种方法是列表对象自带的接口,而 copy
模块则更加通用。
小结
- 变量指的是名字绑定了对象
- 绑定时,变量就是名字
- 使用时,变量代表对象的引用
- 变量改变的只有绑定关系
- 想要改变/复制对象,需要看对象有没有提供方法
最后注意:不管你是为了Python就业还是兴趣爱好,记住:项目开发经验永远是核心,如果你没有2020最新python入门到高级实战视频教程,可以去小编的Python交流.裙 :七衣衣九七七巴而五(数字的谐音)转换下可以找到了,里面很多新python教程项目,还可以跟老司机交流讨教!
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