Python中的變量賦值
引言:
Python中的變量在使用中很流暢,可以不關(guān)注類型,任意賦值,對(duì)于開發(fā)來說效率得到了提升,但若不了解其中的機(jī)理,往往也會(huì)犯一些小錯(cuò),讓開發(fā)進(jìn)行的不那么流暢,本文就是從語言設(shè)計(jì)和底層原理的角度,帶大家理解Python中的變量。
下面我們從一個(gè)簡(jiǎn)單例子開始:
a = 3
當(dāng)我們代碼中寫入a=3時(shí)到底發(fā)生了啥,從概念上來說,Python會(huì)執(zhí)行三個(gè)不同的步驟來完成這個(gè)請(qǐng)求:
- 創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象來代表值3
- 若是a尚未創(chuàng)建會(huì)創(chuàng)建一個(gè)變量a
- 將變量a和新的對(duì)象3進(jìn)行關(guān)聯(lián),稱變量a為對(duì)象3的一個(gè)引用
上文提到的三個(gè)關(guān)鍵字,“對(duì)象”、“變量”、“引用”是Python中讓變量得以運(yùn)作的關(guān)鍵,我們?cè)谙乱恍」?jié)細(xì)細(xì)道來。
1 變量、對(duì)象、引用
先從概念說起:
對(duì)象是分配的一塊內(nèi)存,有足夠的空間去表示它們所代表的值。
變量是一個(gè)系統(tǒng)表的元素,擁有指向?qū)ο蟮倪B接的空間。
引用時(shí)自動(dòng)形成的從變量到對(duì)象的指針。
接著上文中a=3的三個(gè)步驟,咱們?cè)黾右痪浯a:
a = 3 b = a
下面通過一張圖表征了兩句話執(zhí)行的結(jié)果:

關(guān)于b=a引發(fā)的操作為b同樣也指向了3,建立了從變量b到對(duì)象3的引用,此部分實(shí)現(xiàn)了python的賦值操作。此部分引出了Python中的賦值操作的秘密,下面咱們先來看一下為什么Python中變量賦值時(shí)不用指定變量的類型呢,實(shí)際上從上面的概念中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要定義:
>>> 類型屬于對(duì)象,而不是變量
為了理解對(duì)象類型是如何使用的,我們看一下對(duì)一個(gè)變量多次賦值的結(jié)果:
a = 3 a = 'wali' a = 3.1415926
從表面上看,a開始是一個(gè)整數(shù),接著變成一個(gè)字符串,最后變成一個(gè)浮點(diǎn),對(duì)于學(xué)習(xí)過C語言的人來說,這個(gè)是無法理解的,但對(duì)于python來說,這是可以執(zhí)行的??雌饋硐袷莂的類型在連續(xù)改變,實(shí)際上我們理解了變量、引用、對(duì)象的概念以及“類型屬于對(duì)象,而不是變量”這些知識(shí)后,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),實(shí)際發(fā)生了如下的事情:

執(zhí)行中分別創(chuàng)建了整數(shù)類型的對(duì)象3,字符串的對(duì)象“wali”以及浮點(diǎn)數(shù)的對(duì)象3.14,變量a并不擁有這些類型,只是簡(jiǎn)單的通過引用分別指向了三個(gè)對(duì)象。
進(jìn)一步深入研究就會(huì)發(fā)現(xiàn),從Python語言實(shí)現(xiàn)的角度來說,每個(gè)對(duì)象都包含了一個(gè)頭部信息,其中就標(biāo)識(shí)了這個(gè)對(duì)象的類型。
此外,還有一個(gè)概念“引用計(jì)數(shù)器”,我們?cè)賮砜聪?,最開始的代碼:
a = 3 b = a

可能聰明的讀者已經(jīng)心里默默計(jì)算出對(duì)于對(duì)象3的引用計(jì)數(shù)器的值為2,分別為變量a和變量b對(duì)對(duì)象3的引用。是的,引用計(jì)數(shù)器的定義就是這么明了,用于表征用于指向同一個(gè)對(duì)象的引用的個(gè)數(shù)。通過變量間的賦值操作,自動(dòng)的計(jì)算對(duì)象的引用計(jì)數(shù)。
那么,我們又會(huì)問引用計(jì)數(shù)器有啥用呢,為啥要多此一舉來計(jì)算有多少個(gè)變量引用同一個(gè)變量呢,此時(shí)我們引出一個(gè)新的概念:對(duì)象的垃圾回收。
2 對(duì)象的垃圾回收機(jī)制
有一段代碼:
a = 3 a = 'wali' a = 3.1415926
我們會(huì)進(jìn)一步思考,當(dāng)我把a(bǔ)從指向整數(shù)對(duì)象3改變?yōu)橹赶蜃址畬?duì)象‘wali'時(shí),那對(duì)象3發(fā)生了啥 ?難道一直放在內(nèi)存里,如果對(duì)象非常大,那豈不是很占用內(nèi)存,實(shí)際上Python設(shè)計(jì)者早就為我們考慮的很周全了:
在Python中,每當(dāng)一個(gè)變量名被賦予了一個(gè)新的對(duì)象,之前的那個(gè)對(duì)象空間就會(huì)被回收(前提為此對(duì)象沒有被其他的變量名或?qū)ο笏茫@種自動(dòng)回收對(duì)象空間的技術(shù)叫做垃圾回收。
這里如何判斷何時(shí)回收,就得用到上一節(jié)所說的一個(gè)非常重要的概念,對(duì)象引用計(jì)數(shù)器,當(dāng)計(jì)數(shù)器值為0標(biāo)識(shí)無變量或?qū)ο笠?,自?dòng)回收對(duì)象空間。到此,我們明白了對(duì)象引用計(jì)數(shù)器的重要作用,也理解了,除了我們看到的代碼,Python也在默默的為我們做不少自動(dòng)化的事情。
3 變量所指向的對(duì)象不同會(huì)有何不同?
#example 1 a = 3 b = a a = 5
我們回到上面的例子中,如果a發(fā)生變化,那么b會(huì)跟著發(fā)生變化嗎?理論上指向同一個(gè)對(duì)象是會(huì)跟著發(fā)生變化的,但是這里的答案是不會(huì),因?yàn)閷?duì)象3是數(shù)字,不可變對(duì)象,所以只能重新創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象5,然后a指向?qū)ο?,但是如果a所指向的對(duì)象是一個(gè)可變的對(duì)象,比如說列表,就會(huì)和我們想的一樣b也會(huì)跟著發(fā)生變化,如下面的例子所示:
#example 2 a = [1,2,3] b = a a[0] = 3 L = a is b >>>True M = a == b >>>True
那么看下面的例子,例子2 和例子3 有什么區(qū)別呢?
#example 3 a = [1,2,3] b = [1,2,3] L = a is b >>>False M = a == b >>>True
在python中有兩種方法檢測(cè)變量是否相等,is 和 == ,其中==是判斷變量所指向的對(duì)象的值是否相等,is是判斷對(duì)象的同一性,如果兩個(gè)變量精確的指向同一對(duì)象,is操作符才會(huì)返回True,也可以理解為is操作符,是比較實(shí)現(xiàn)引用的指針是否相同,例子2中變量a和變量b指向同一個(gè)對(duì)象,所以L和M都是True,但是例子三中變量a和變量b指向不同的對(duì)象,所以才會(huì)出現(xiàn)例子3下面的L和M的值的不一樣的情況~但是如果下面的例子又會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果:
#example 4 a = 3 b = 3 L = a is b >>>True M = a == b >>>True #example 5 c = [1,2,3] K = c[2] is a >>>True
是為什么呢?因?yàn)? 為不可變對(duì)象,為了節(jié)省內(nèi)存消耗,只會(huì)保留一份,不管有多少個(gè)引用指向?qū)ο?,對(duì)象3都只有一份,例子5也很好的證明了這一點(diǎn)~
例子4和例子5中變量和對(duì)象的引用關(guān)系

課外小知識(shí):
(1)可變類型,值可以改變:主要包括list列表,dict字典;不可變類型,值不可以改變:主要包括:數(shù)值類型int、long、bool、float,字符串str,元組tuple
在例子3中變量a和b的所指向的對(duì)象為可變對(duì)象,并且a和b的地址不一樣,但是a和b中的元素所指向的對(duì)象其實(shí)是一樣的,如下圖所示

到此這篇關(guān)于Python中的變量賦值的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python變量賦值內(nèi)容請(qǐng)搜索本站以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持本站!
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