Python筆記1-變量與對象
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一、Python 中，一切皆對象。每個(gè)對象由：標識（identity）、類(lèi)型（type）、value（值）組成。
1. 標識用于唯一標識對象。使用內置函數 id(obj)可返回對象 obj 的標識。
2. 類(lèi)型用于表示對象存儲的“數據”的類(lèi)型�？梢允褂� type(obj)獲得對象的所屬類(lèi)型。
3. 值表示對象所存儲的數據的信息。使用 print(obj)可以直接打印出值。
4. Python 是動(dòng)態(tài)類(lèi)型語(yǔ)言，變量不需要顯式聲明類(lèi)型。根據變量引用的對象，Python 解釋器自動(dòng)確定數據類(lèi)型。
5. Python 是強類(lèi)型語(yǔ)言，每個(gè)對象都有數據類(lèi)型，只支持該類(lèi)型支持的操作。
二、賦值
在 Python 中，變量也稱(chēng)為對象的引用。變量引用“對象”。
變量位于棧內存。對象位于堆內存。
變量盒子
Python 賦值語(yǔ)句實(shí)際上與“變量盒子”模型略有不同。在 Python 中，值可能最終放在內存中的任何位置，而變量用于引用它們。對變量賦值就像把一個(gè)黃色小粘貼便簽放在值上，并說(shuō)“這是 x”。
賦值就象貼標簽
上圖是一個(gè)更準確的 Python 賦值的效果。箭頭用于顯示變量引用的值。舊值不會(huì )被新值擦除，變量只需重新綁定新值。效果就像將粘貼便簽從一個(gè)對象移動(dòng)到另一個(gè)對象一樣(重新綁定)。
你也不必擔心計算機內存中充滿(mǎn)“被丟棄”的值。如果一個(gè)值不再被任何變量引用，它就不再有用。 Python將自動(dòng)從內存中清除這些值，以便空間可以用于存放新值。這個(gè)自動(dòng)內存管理的過(guò)程確實(shí)被稱(chēng)為“垃圾收集”。
你也不必擔心計算機內存中充滿(mǎn)“被丟棄”的值。如果一個(gè)值不再被任何變量引用，它就不再有用。 Python將自動(dòng)從內存中清除這些值，以便空間可以用于存放新值。這個(gè)自動(dòng)內存管理的過(guò)程確實(shí)被稱(chēng)為“垃圾收集”。
變量在使用前必須先進(jìn)行初始化，也就是將變量綁定在一個(gè)對象上，格式如：變量名 = 表達式。執行過(guò)程中，解釋器先運行右邊的表達式，在堆內存中創(chuàng )建一個(gè)對象，然后將對象的內存地址賦給左邊的變量。
<section style="margin: 0px; padding: 0px; color: rgb(51, 51, 51); font-family: mp-quote, -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, " helvetica="" neue",="" "pingfang="" sc",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei="" ui",="" yahei",="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 17px;="" text-align:="" justify;="" text-indent:="" 2em;"=""> 為了簡(jiǎn)化內存管理，Python通過(guò)引用計數機制實(shí)現自動(dòng)垃圾回收功能，Python中的每個(gè)對象都有一個(gè)引用計數，用來(lái)計數該對象在不同場(chǎng)所分別被引用了多少次。每當引用一次Python對象，相應的引用計數就增1，每當消毀一次Python對象，則相應的引用就減1，只有當引用計數為零時(shí)，才真正從內存中刪除Python對象。
不要將is用于數和字符串等不可變的基本值。鑒于Python在內部處理這些對象時(shí)可能會(huì )采用“small integer cache”的方式，將一些小整數、字符串等不可變對象只保留一份拷貝，這樣做的結果是不可預測的。
三、 可變對象與不可變對象
Python在heap中分配的對象分成2類(lèi)：
1. 不可變對象（immutable object）：Number（int、float、bool、complex）、String、Tuple. 采用等效于“傳引用”的方式。
2. 可變對象（mutable object）：List、dictionary.采用等效于“傳值”的方式。
四、關(guān)于參數傳遞
在編程語(yǔ)言設計中，有兩種常見(jiàn)的范例將參數傳遞給函數：
傳遞值：參數的副本傳遞給函數。
傳遞引用：對參數的引用將傳遞給函數。
Python中的參數是按值傳遞還是按引用傳遞？答案是，兩者都不是。
回想一下，在Python中，每條數據都是一個(gè)對象。引用指向一個(gè)對象，而不是一個(gè)特定的內存位置。
在Python中，類(lèi)似的賦值語(yǔ)句如下：
x = 5
x = 10
這些賦值語(yǔ)句具有以下含義：
第一條語(yǔ)句導致x指向一個(gè)值為的對象5。
下x一條語(yǔ)句重新分配為值為的另一個(gè)對象的新引用10。換句話(huà)說(shuō)，第二個(gè)賦值重新綁定x到具有value的另一個(gè)對象10。
在Python中，當您將參數傳遞給函數時(shí)，會(huì )發(fā)生類(lèi)似的重新綁定�？紤]以下示例：
def f(fx):
fx = 10
x = 5
f(x)
---------------------
>>>x
>>>5
在主程序中，第x = 5的語(yǔ)句創(chuàng )建一個(gè)名為x的引用，該引用x綁定到一個(gè)值為的對象5。然后以x作為參數調用f()。當f()第一次啟動(dòng)時(shí)，一個(gè)叫做fx新的引用被創(chuàng )建，它最初指向對象x(也就是5)：
函數調用圖
但是，在執行fx = 10的語(yǔ)句時(shí)，將fx重新綁定 到值為10的新對象。x和fx這兩個(gè)引用相互分離。沒(méi)有影響主程序中的x，并且在f()終止x時(shí)仍會(huì )指向該對象5，就像在函數調用之前一樣：
Python函數調用
可以使用id()確認。顯示了所涉及對象的數字標識符：
>>> def f(fx):
2 ... print('fx =', fx, '/ id(fx) = ', id(fx))
3 ... fx = 10
4 ... print('fx =', fx, '/ id(fx) = ', id(fx))
5 ...
6
7 >>> x = 5
8 >>> print('x =', x, '/ id(x) = ', id(x))
9 x = 5 / id(x) = 1357924048
10
11 >>> f(x)
12 fx = 5 / id(fx) = 1357924048
13 fx = 10 / id(fx) = 1357924128
14
15 >>> print('x =', x, '/ id(x) = ', id(x))
16 x = 5 / id(x) = 1357924048
當f()第一次啟動(dòng)，fx與x都指向同一個(gè)對象，它id()是1357924048。f()執行語(yǔ)句fx = 10后，fx指向不同的對象，它id()是1357924128。調用環(huán)境中與原始對象的連接丟失。Python中的參數傳遞在某種程度上是按值傳遞和按引用傳遞之間的混合。傳遞給函數的是對對象的引用，但該引用是按值傳遞的。
注意： Python的參數傳遞機制稱(chēng)為pass-by-assignment。這是因為參數名稱(chēng)綁定到Python中函數輸入上的對象，并且賦值也是將名稱(chēng)綁定到對象的過(guò)程。您可能還會(huì )看到術(shù)語(yǔ)“按對象傳遞”，“按對象傳遞引用”或“按共享傳遞”。
這里的關(guān)鍵要點(diǎn)是，Python函數無(wú)法通過(guò)將相應的參數重新分配給其他東西來(lái)更改參數的值。下面的示例演示了這一點(diǎn)：
>>> def f(x):
... x = 'foo'
...
>>> for i in (40,dict(foo=1, bar=2),{1, 2, 3},'bar',['foo', 'bar', 'baz']):
... f(i)
... print(i)
...
40
{'foo': 1, 'bar': 2}
{1, 2, 3}
bar
['foo', 'bar', 'baz']
在這里，類(lèi)型的對象int，dict，set，str，，list傳遞給f()作為參數。但是正如您所看到的，一旦回到調用環(huán)境中，它們都保持不變。一旦f()執行任務(wù)x = 'foo'，將被重新綁定，原始對象的連接丟失。
這是否意味著(zhù)Python函數根本無(wú)法修改其參數？其實(shí)不，不是這樣！注意這里發(fā)生的情況：
>>> def f(x):
... x[0] = '---'
...
>>> my_list = ['foo', 'bar', 'baz', 'qux']
>>> f(my_list)
>>> my_list
['---', 'bar', 'baz', 'qux']
在這種情況下，f()參數是list。當f()被調用時(shí)，一個(gè)引用my_list被傳遞。您已經(jīng)看到f()無(wú)法重新分配my_list。但是，f()可以在內部使用引用進(jìn)行修改my_list。在這里，f()已經(jīng)修改了第一個(gè)元素。您可以看到，函數一旦返回，my_list實(shí)際上在調用環(huán)境中已被更改。相同的概念適用于字典：
>>> def f(x):
... x['bar'] = 22
...
>>> my_dict = {'foo': 1, 'bar': 2, 'baz': 3}
>>> f(my_dict)
>>> my_dict
{'foo': 1, 'bar': 22, 'baz': 3}
在這里，f()修改了my_dict。該更改反映在f()返回后的調用環(huán)境中。
參數傳遞摘要
Python中傳遞的參數可以總結如下。傳遞一個(gè)不可變的對象，像int，str，tuple，或frozenset，傳遞給Python函數的行為類(lèi)似于按值傳遞。該函數無(wú)法在調用環(huán)境中修改對象。傳遞一個(gè)可變的對象，比如list、dict或set，可以起到類(lèi)似于引用傳遞的作用，但不完全是這樣。該函數不能完全重新分配對象，但它可以在對象中適當地更改項，這些更改將反映在調用環(huán)境中。
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