[零基礎(chǔ)學(xué)Python]深入變量和引用對(duì)象

yagami 發(fā)布于2019-07-24 17:36 / 2119人閱讀

摘要：為所有在災(zāi)難中受傷害的人們獻(xiàn)上禱告。變量就是存在系統(tǒng)中的一個(gè)東西，這個(gè)東西有一種能力，能夠用一根線與某對(duì)象連接，它能夠釣魚(yú)。這個(gè)操作中，和兩個(gè)變量，引用的是一個(gè)對(duì)象，都是。所以，當(dāng)通過(guò)修改引用對(duì)象的后，沒(méi)有變化。

今天是2014年8月4日，這段時(shí)間災(zāi)禍接連發(fā)生，顯示不久前昆山的工廠爆炸，死傷不少，然后是云南地震，也有死傷。為所有在災(zāi)難中受傷害的人們獻(xiàn)上禱告。

在《永遠(yuǎn)強(qiáng)大的函數(shù)》那一講中，老齊我（http://qiwsir.github.io）已經(jīng)向看官們簡(jiǎn)述了一下變量，之后我們就一直在使用變量，每次使用變量，都要有一個(gè)操作，就是賦值。本講再次提及這個(gè)兩個(gè)事情，就是要讓看官對(duì)變量和賦值有一個(gè)知其然和知其所以然的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，最后能不能達(dá)到此目的，主要看我是不是說(shuō)的通俗易懂了。如果您沒(méi)有明白，就說(shuō)明我說(shuō)的還不夠好，可以聯(lián)系我，我再為您效勞。

變量和對(duì)象

在《learning python》那本書(shū)里面，作者對(duì)變量、對(duì)象和引用的關(guān)系闡述的非常明了。我這里在很大程度上是受他的啟發(fā)。感謝作者M(jìn)ark Lutz先生的巨著。

應(yīng)用《learning python》中的一個(gè)觀點(diǎn)：變量無(wú)類型，對(duì)象有類型

在python中，如果要使用一個(gè)變量，不需要提前聲明，只需要在用的時(shí)候，給這個(gè)變量賦值即可。這里特別強(qiáng)調(diào)，只要用一個(gè)變量，就要給這個(gè)變量賦值。

所以，像這樣是不行的。

>>> x
Traceback (most recent call last):
  File "", line 1, in 
NameError: name "x" is not defined

反復(fù)提醒：一定要注意看報(bào)錯(cuò)信息。如果光光地寫(xiě)一個(gè)變量，而沒(méi)有賦值，那么python認(rèn)為這個(gè)變量沒(méi)有定義。賦值，不僅僅是給一個(gè)非空的值，也可以給一個(gè)空值，如下，都是允許的

>>> x = 3
>>> lst = []
>>> word = ""
>>> my_dict = {}

在前面講述中，我提出了一個(gè)類比，就是變量通過(guò)一根線，連著對(duì)象（具體就可能是一個(gè)int/list等），這個(gè)類比被很多人接受了，算是我老齊的首創(chuàng)呀。那么，如果要用一種嚴(yán)格的語(yǔ)言來(lái)描述，變量可以理解為一個(gè)系統(tǒng)表的元素，它擁有過(guò)指向?qū)ο蟮拿臻g。太嚴(yán)肅了，不好理解，就理解我那個(gè)類比吧。變量就是存在系統(tǒng)中的一個(gè)東西，這個(gè)東西有一種能力，能夠用一根線與某對(duì)象連接，它能夠釣魚(yú)。

對(duì)象呢？展開(kāi)想象。在機(jī)器的內(nèi)存中，系統(tǒng)分配一個(gè)空間，這里面就放著所謂的對(duì)象，有時(shí)候放數(shù)字，有時(shí)候放字符串。如果放數(shù)字，就是int類型，如果放字符串，就是str類型。

接下來(lái)的事情，就是前面說(shuō)的變量用自己所擁有的能力，把對(duì)象和自己連接起來(lái)（指針連接對(duì)象空間），這就是引用。引用完成，就實(shí)現(xiàn)了賦值。

看到上面的圖了吧，從圖中就比較鮮明的表示了變量和對(duì)象的關(guān)系。所以，嚴(yán)格地將，只有放在內(nèi)存空間中的對(duì)象（也就是數(shù)據(jù)）才有類型，而變量是沒(méi)有類型的。這么說(shuō)如果還沒(méi)有徹底明白，就再打一個(gè)比喻：變量就好比釣魚(yú)的人，湖水里就好像內(nèi)存，里面有好多魚(yú)，有各種各樣的魚(yú)，它們就是對(duì)象。釣魚(yú)的人（變量）的任務(wù)就是用某種方式（魚(yú)兒引誘）把自己和魚(yú)通過(guò)魚(yú)線連接起來(lái)。那么，魚(yú)是有類型的，有鰱魚(yú)、鯽魚(yú)、帶魚(yú)（帶魚(yú)也跑到湖水了了，難道是淡水帶魚(yú)？呵呵，就這么扯淡吧，別較真），釣魚(yú)的人（變量）沒(méi)有這種類型，他釣到不同類型的魚(yú)。

這個(gè)比喻太爛了。湊合著理解吧。看官有好的比喻，別忘記分享。

同一個(gè)變量可以同時(shí)指向兩個(gè)對(duì)象嗎？絕對(duì)不能腳踩兩只船。如果這樣呢？

>>> x = 4
>>> x = 5
>>> x
5

變量x先指向了對(duì)象4，然后指向?qū)ο?，當(dāng)后者放生的時(shí)候，自動(dòng)跟第一個(gè)對(duì)象4接觸關(guān)系。再看x，引用的對(duì)象就是5了。那么4呢？一旦沒(méi)有變量引用它了，它就變成了孤魂野鬼。python是很吝嗇的，它絕對(duì)不允許在內(nèi)存中存在孤魂野鬼。凡是這些東西都被看做垃圾，而對(duì)垃圾，python有一個(gè)自動(dòng)的收回機(jī)制。

在網(wǎng)上找了一個(gè)圖示說(shuō)明，很好，引用過(guò)來(lái)（來(lái)源：http://www.linuxidc.com/Linux/2012-09/69523.htm）

>>> a = 100         #完成了變量a對(duì)內(nèi)存空間中的對(duì)象100的引用

如下圖所示：

然后，又操作了：

>>> a = "hello"

如下圖所示：

原來(lái)內(nèi)存中的那個(gè)100就做為垃圾被收集了。而且，這個(gè)收集過(guò)程是python自動(dòng)完成的，不用我們操心。

那么，python是怎么進(jìn)行垃圾收集的呢？在Quora上也有人問(wèn)這個(gè)問(wèn)題，我看那個(gè)回答很精彩，做個(gè)鏈接，有性趣的讀一讀吧。Python (programming language): How does garbage collection in Python work?

is和==的效果

以上過(guò)程的原理搞清楚了，下面就可以深入一步了。

>>> l1 = [1,2,3]
>>> l2 = l1

這個(gè)操作中，l1和l2兩個(gè)變量，引用的是一個(gè)對(duì)象，都是[1,2,3]。何以見(jiàn)得？如果通過(guò)l1來(lái)修改[1,2,3]，l2引用對(duì)象也修改了，那么就證實(shí)這個(gè)觀點(diǎn)了。

>>> l1[0] = 99      #把對(duì)象變?yōu)閇99,2,3]
>>> l1              #變了
[99, 2, 3]
>>> l2　            #真的變了吔
[99, 2, 3]

再換一個(gè)方式：

>>> l1 = [1,2,3]
>>> l2 = [1,2,3]
>>> l1[0] = 99
>>> l1
[99, 2, 3]
>>> l2
[1, 2, 3]

l1和l2貌似指向了同樣的一個(gè)對(duì)象[1,2,3]，其實(shí)，在內(nèi)存中，這是兩塊東西，互不相關(guān)。只是在內(nèi)容上一樣。就好像是水里長(zhǎng)的一樣的兩條魚(yú)，兩個(gè)人都釣到了，當(dāng)不是同一條。所以，當(dāng)通過(guò)l1修改引用對(duì)象的后，l2沒(méi)有變化。

進(jìn)一步還能這么檢驗(yàn)：

>>> l1
[1, 2, 3]
>>> l2
[1, 2, 3]
>>> l1 == l2    #兩個(gè)相等，是指內(nèi)容一樣
True
>>> l1 is l2    #is 是比較兩個(gè)引用對(duì)象在內(nèi)存中的地址是不是一樣
False　         #前面的檢驗(yàn)已經(jīng)說(shuō)明，這是兩個(gè)東東

>>> l3 = l1　　 #順便看看如果這樣，l3和l1應(yīng)用同一個(gè)對(duì)象
>>> l3
[1, 2, 3]
>>> l3 == l1
True
>>> l3 is l1    #is的結(jié)果是True
True

某些對(duì)象，有copy函數(shù)，通過(guò)這個(gè)函數(shù)得到的對(duì)象，是一個(gè)新的還是引用到同一個(gè)對(duì)象呢？看官也可以做一下類似上面的實(shí)驗(yàn)，就曉得了。比如：

>>> l1
[1, 2, 3]
>>> l2 = l1[:]
>>> l2
[1, 2, 3]
>>> l1[0] = 22
>>> l1
[22, 2, 3]
>>> l2
[1, 2, 3]

>>> adict = {"name":"qiwsir","web":"qiwsir.github.io"}
>>> bdict = adict.copy()
>>> bdict
{"web": "qiwsir.github.io", "name": "qiwsir"}
>>> adict["email"] = "qiwsir@gmail.com"
>>> adict
{"web": "qiwsir.github.io", "name": "qiwsir", "email": "qiwsir@gmail.com"}
>>> bdict
{"web": "qiwsir.github.io", "name": "qiwsir"}

不過(guò)，看官還有小心有點(diǎn)，python不總按照前面說(shuō)的方式出牌，比如小數(shù)字的時(shí)候

>>> x = 2
>>> y = 2
>>> x is y
True
>>> x = 200000
>>> y = 200000
>>> x is y      #什么道理呀，小數(shù)字的時(shí)候，就用緩存中的.
False

>>> x = "hello"
>>> y = "hello"
>>> x is y
True
>>> x = "what is you name?"
>>> y = "what is you name?"
>>> x is y      #不光小的數(shù)字，短的字符串也是
False

賦值是不是簡(jiǎn)單地就是等號(hào)呢？從上面得出來(lái)，=的作用就是讓變量指針指向某個(gè)對(duì)象。不過(guò)，還可以再深入一些。走著瞧吧。