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Python变量赋值 Python中的变量赋值

真的会了吗   2021-10-11 我要评论
想了解Python中的变量赋值的相关内容吗,真的会了吗在本文为您仔细讲解Python变量赋值的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Python变量赋值,Python变量,下面大家一起来学习吧。

引言:

Python中的变量在使用中很流畅,可以不关注类型,任意赋值,对于开发来说效率得到了提升,但若不了解其中的机理,往往也会犯一些小错,让开发进行的不那么流畅,本文就是从语言设计和底层原理的角度,带大家理解Python中的变量。

下面我们从一个简单例子开始:

a = 3

当我们代码中写入a=3时到底发生了啥,从概念上来说,Python会执行三个不同的步骤来完成这个请求:

  • 创建了一个对象来代表值3
  • 若是a尚未创建会创建一个变量a
  • 将变量a和新的对象3进行关联,称变量a为对象3的一个引用

上文提到的三个关键字,“对象”、“变量”、“引用”是Python中让变量得以运作的关键,我们在下一小节细细道来。

1 变量、对象、引用

先从概念说起:

对象是分配的一块内存,有足够的空间去表示它们所代表的值。

变量是一个系统表的元素,拥有指向对象的连接的空间。

引用时自动形成的从变量到对象的指针。

接着上文中a=3的三个步骤,咱们增加一句代码:

a = 3
b = a

下面通过一张图表征了两句话执行的结果:

关于b=a引发的操作为b同样也指向了3,建立了从变量b到对象3的引用,此部分实现了python的赋值操作。此部分引出了Python中的赋值操作的秘密,下面咱们先来看一下为什么Python中变量赋值时不用指定变量的类型呢,实际上从上面的概念中已经发现了一个重要定义:

>>> 类型属于对象,而不是变量

为了理解对象类型是如何使用的,我们看一下对一个变量多次赋值的结果:

a = 3
a = 'wali'
a = 3.1415926

从表面上看,a开始是一个整数,接着变成一个字符串,最后变成一个浮点,对于学习过C语言的人来说,这个是无法理解的,但对于python来说,这是可以执行的。看起来像是a的类型在连续改变,实际上我们理解了变量、引用、对象的概念以及“类型属于对象,而不是变量”这些知识后,我们会发现,实际发生了如下的事情:

执行中分别创建了整数类型的对象3,字符串的对象“wali”以及浮点数的对象3.14,变量a并不拥有这些类型,只是简单的通过引用分别指向了三个对象。

进一步深入研究就会发现,从Python语言实现的角度来说,每个对象都包含了一个头部信息,其中就标识了这个对象的类型。

此外,还有一个概念“引用计数器”,我们再来看下,最开始的代码:

a = 3
b = a

可能聪明的读者已经心里默默计算出对于对象3的引用计数器的值为2,分别为变量a和变量b对对象3的引用。是的,引用计数器的定义就是这么明了,用于表征用于指向同一个对象的引用的个数。通过变量间的赋值操作,自动的计算对象的引用计数。

那么,我们又会问引用计数器有啥用呢,为啥要多此一举来计算有多少个变量引用同一个变量呢,此时我们引出一个新的概念:对象的垃圾回收。

2 对象的垃圾回收机制

有一段代码:

a = 3
a = 'wali'
a = 3.1415926

我们会进一步思考,当我把a从指向整数对象3改变为指向字符串对象‘wali'时,那对象3发生了啥 ?难道一直放在内存里,如果对象非常大,那岂不是很占用内存,实际上Python设计者早就为我们考虑的很周全了:

Python中,每当一个变量名被赋予了一个新的对象,之前的那个对象空间就会被回收(前提为此对象没有被其他的变量名或对象所引用),这种自动回收对象空间的技术叫做垃圾回收。

这里如何判断何时回收,就得用到上一节所说的一个非常重要的概念,对象引用计数器,当计数器值为0标识无变量或对象引用,自动回收对象空间。到此,我们明白了对象引用计数器的重要作用,也理解了,除了我们看到的代码,Python也在默默的为我们做不少自动化的事情。

3 变量所指向的对象不同会有何不同?

#example 1
a = 3
b = a
a = 5 

我们回到上面的例子中,如果a发生变化,那么b会跟着发生变化吗?理论上指向同一个对象是会跟着发生变化的,但是这里的答案是不会,因为对象3是数字,不可变对象,所以只能重新创建一个新的对象5,然后a指向对象5,但是如果a所指向的对象是一个可变的对象,比如说列表,就会和我们想的一样b也会跟着发生变化,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 有什么区别呢?

#example 3
a = [1,2,3]
b = [1,2,3]
L = a is b
>>>False
M  =  a == b
>>>True

python中有两种方法检测变量是否相等,is 和 == ,其中==是判断变量所指向的对象的值是否相等,is是判断对象的同一性,如果两个变量精确的指向同一对象,is操作符才会返回True,也可以理解为is操作符,是比较实现引用的指针是否相同,例子2中变量a和变量b指向同一个对象,所以L和M都是True,但是例子三中变量a和变量b指向不同的对象,所以才会出现例子3下面的L和M的值的不一样的情况~但是如果下面的例子又会出现不同的结果:

#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

是为什么呢?因为3 为不可变对象,为了节省内存消耗,只会保留一份,不管有多少个引用指向对象3,对象3都只有一份,例子5也很好的证明了这一点~

例子4和例子5中变量和对象的引用关系

课外小知识:

(1)可变类型,值可以改变:主要包括list列表,dict字典;不可变类型,值不可以改变:主要包括:数值类型intlongboolfloat,字符串str,元组tuple

在例子3中变量a和b的所指向的对象为可变对象,并且a和b的地址不一样,但是a和b中的元素所指向的对象其实是一样的,如下图所示


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