跟老齊學Python之深入變數和引用對象_python

在《永遠強大的函數》那一講中，老齊我已經向看官們簡述了一下變數，之後我們就一直在使用變數，每次使用變數，都要有一個操作，就是賦值。本講再次提及這個兩個事情，就是要讓看官對變數和賦值有一個知其然和知其所以然的認識。當然，最後能不能達到此目的，主要看我是不是說的通俗易懂了。如果您沒有明白，就說明我說的還不夠好，可以聯絡我，我再為您效勞。

變數和對象

在《learning python》那本書裡面，作者對變數、對象和引用的關係闡述的非常明了。我這裡在很大程度上是受他的啟發。感謝作者Mark Lutz先生的巨著。

應用《learning python》中的一個觀點：變數無類型，對象有類型

在python中，如果要使用一個變數，不需要提前聲明，只需要在用的時候，給這個變數賦值即可。這裡特彆強調，只要用一個變數，就要給這個變數賦值。

所以，像這樣是不行的。

複製代碼 代碼如下:

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

 反覆提醒：一定要注意看報錯資訊。如果光光地寫一個變數，而沒有賦值，那麼python認為這個變數沒有定義。賦值，不僅僅是給一個非空的值，也可以給一個空值，如下，都是允許的

複製代碼 代碼如下:

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

 在前面講述中，我提出了一個類比，就是變數通過一根線，連著對象（具體就可能是一個int/list等），這個類比被很多人接受了，算是我老齊的首創呀。那麼，如果要用一種嚴格的語言來描述，變數可以理解為一個系統資料表的元素，它擁有過指向對象的命名空間。太嚴肅了，不好理解，就理解我那個類比吧。變數就是存在系統中的一個東西，這個東西有一種能力，能夠用一根線與某對象串連，它能夠釣魚。

對象呢？展開想象。在機器的記憶體中，系統分配一個空間，這裡面就放著所謂的對象，有時候放數字，有時候放字串。如果放數字，就是int類型，如果放字串，就是str類型。

接下來的事情，就是前面說的變數用自己所擁有的能力，把對象和自己串連起來（指標連線物件空間），這就是引用。引用完成，就實現了賦值。

看到上面的圖了吧，從圖中就比較鮮明的表示了變數和對象的關係。所以，嚴格地將，只有放在記憶體空間中的對象（也就是資料）才有類型，而變數是沒有類型的。這麼說如果還沒有徹底明白，就再打一個比喻：變數就好比釣魚的人，湖水裡就好像記憶體，裡面有好多魚，有各種各樣的魚，它們就是對象。釣魚的人（變數）的任務就是用某種方式（魚兒引誘）把自己和魚通過魚線串連起來。那麼，魚是有類型的，有鰱魚、鯽魚、帶魚（帶魚也跑到湖水了了，難道是淡水帶魚？呵呵，就這麼扯淡吧，別較真），釣魚的人（變數）沒有這種類型，他釣到不同類型的魚。

這個比喻太爛了。湊合著理解吧。看官有好的比喻，別忘記分享。

同一個變數可以同時指向兩個對象嗎？絕對不能腳踩兩隻船。如果這樣呢？

複製代碼 代碼如下:

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

 變數x先指向了對象4，然後指向對象5，當後者放生的時候，自動跟第一個對象4接觸關係。再看x，引用的對象就是5了。那麼4呢？一旦沒有變數引用它了，它就變成了孤魂野鬼。python是很吝嗇的，它絕對不允許在記憶體中存在孤魂野鬼。凡是這些東西都被看做垃圾，而對垃圾，python有一個自動的收回機制。

在網上找了一個圖示說明，很好，引用過來（來源：http://www.linuxidc.com/Linux/2012-09/69523.htm）

複製代碼 代碼如下:

>>> a = 100         #完成了變數a對記憶體空間中的對象100的引用

 如下圖所示：

然後，又操作了：

複製代碼 代碼如下:

>>> a = "hello"

 如下圖所示：

原來記憶體中的那個100就做為垃圾被收集了。而且，這個收集過程是python自動完成的，不用我們操心。

那麼，python是怎麼進行垃圾收集的呢？在Quora上也有人問這個問題，我看那個回答很精彩，做個連結，有性趣的讀一讀吧。Python (programming language): How does garbage collection in Python work?

is和==的效果

以上過程的原理搞清楚了，下面就可以深入一步了。

複製代碼 代碼如下:

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

 這個操作中，l1和l2兩個變數，引用的是一個對象，都是[1,2,3]。何以見得？如果通過l1來修改[1,2,3]，l2引用對象也修改了，那麼就證實這個觀點了。

複製代碼 代碼如下:

>>> l1[0] = 99      #把對象變為[99,2,3]
>>> l1              #變了
[99, 2, 3]
>>> l2　            #真的變了吔
[99, 2, 3]

 再換一個方式：

複製代碼 代碼如下:

>>> 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對象[1,2,3]，其實，在記憶體中，這是兩塊東西，互不相關。只是在內容上一樣。就好像是水裡長的一樣的兩條魚，兩個人都釣到了，當不是同一條。所以，當通過l1修改引用對象的後，l2沒有變化。

進一步還能這麼檢驗：

複製代碼 代碼如下:

>>> l1
[1, 2, 3]
>>> l2
[1, 2, 3]
>>> l1 == l2    #兩個相等，是指內容一樣
True
>>> l1 is l2    #is 是比較兩個引用對象在記憶體中的地址是不是一樣
False　         #前面的檢驗已經說明，這是兩個東東

>>> l3 = l1　　 #順便看看如果這樣，l3和l1應用同一個對象
>>> l3
[1, 2, 3]
>>> l3 == l1
True
>>> l3 is l1    #is的結果是True
True

 某些對象，有copy函數，通過這個函數得到的對象，是一個新的還是引用到同一個對象呢？看官也可以做一下類似上面的實驗，就曉得了。比如：

複製代碼 代碼如下:

>>> 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，看官還有小心有點，python不總按照前面說的方式出牌，比如小數位時候

複製代碼 代碼如下:

>>> x = 2
>>> y = 2
>>> x is y
True
>>> x = 200000
>>> y = 200000
>>> x is y      #什麼道理呀，小數位時候，就用緩衝中的.
False

>>> x = 'hello'
>>> y = 'hello'
>>> x is y
True
>>> x = "what is you name?"
>>> y = "what is you name?"
>>> x is y      #不光小的數字，短的字串也是
False

 賦值是不是簡單地就是等號呢？從上面得出來，=的作用就是讓變數指標指向某個對象。不過，還可以再深入一些。走著瞧吧。