欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  IT编程

你对Python变量理解到位了没有,80%的人都不知道

程序员文章站 2022-06-28 19:10:52
变量是编程的基础概念,Python 的变量也看似很简单,但是如果理解不当,生搬硬套,可能会遇到一些麻烦。 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 ......

变量是编程的基础概念,python 的变量也看似很简单,但是如果理解不当,生搬硬套,可能会遇到一些麻烦。

你对Python变量理解到位了没有,80%的人都不知道

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']
复制代码

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
复制代码

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]
复制代码

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 = []
复制代码

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
复制代码

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)
复制代码

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'
复制代码

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'
复制代码

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'
复制代码

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
复制代码

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
复制代码

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
复制代码

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
复制代码

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
复制代码

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
复制代码

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
复制代码

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

删除
变量,然而实际上这个操作的后果只是把变量名字和对象解绑,然后删掉这个名字。删掉的名字如果再访问,会触发 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
复制代码

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
复制代码

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]]
复制代码

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)
复制代码

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)]
复制代码

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!

本文的文字及图片来源于网络加上自己的想法,仅供学习、交流使用,不具有任何商业用途,版权归原作者所有,如有问题请及时联系我们以作处理。