深入理解Python中變量賦值的問題

更新時間：2017年01月12日 09:55:00 作者：Huoty''''''''s Blog

在 python 中賦值語句總是建立對象的引用值，而不是復(fù)制對象。因此，python 變量更像是指針，而不是數(shù)據(jù)存儲區(qū)域，這點和大多數(shù)語言類似吧，比如 C++、java 等。下面這篇文章主要介紹了Python中變量賦值的問題,需要的朋友可以參考借鑒，下面來一起看看吧。

前言

在Python中變量名規(guī)則與其他大多數(shù)高級語言一樣，都是受C語言影響的，另外變量名是大小寫敏感的。
Python是動態(tài)類型語言，也就是說不需要預(yù)先聲明變量類型，變量的類型和值在賦值那一刻被初始化，下面詳細(xì)介紹了Python的變量賦值問題，一起來學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。

我們先看一下如下代碼:

c = {}

def foo():
 f = dict(zip(list("abcd"), [1, 2 ,3 ,4]))
 c.update(f)

if __name__ == "__main__":
 a = b = d = c

 b['e'] = 5
 d['f'] = 6

 foo()

 print(a)
 print(b)
 print(c)
 print(d)

輸出結(jié)果：

{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2, 'e': 5, 'd': 4, 'f': 6}
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2, 'e': 5, 'd': 4, 'f': 6}
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2, 'e': 5, 'd': 4, 'f': 6}
{'a': 1, 'c': 3, 'b': 2, 'e': 5, 'd': 4, 'f': 6}

如果你對以上輸出結(jié)果不感到奇怪，那么就不必往下看了。實際上本文要討論的內(nèi)容非常簡單，不要為此浪費您寶貴的時間。

Python 屬于動態(tài)語言，程序的結(jié)構(gòu)可以在運行的過程中隨時改變，而且 python 還是弱類型的語言，所以如果你是從靜態(tài)、強(qiáng)類型編程語言轉(zhuǎn)過來的，理解起 Python 的賦值，剛開始可能會感覺有些代碼有點莫名其妙。

可能你會以為上面代碼的輸出會是這樣的：

{}
{'e': 5}
{}
{'f': 6}

你可能認(rèn)為 a 沒有被改變，因為沒有看到哪里對它做了改變；b 和 d 的改變是和明顯的；c 呢，因為是在函數(shù)內(nèi)被改變的，你可能認(rèn)為 c 會是一個局部變量，所以全局的 c 不會被改變。

實際上，這里的 a, b, c, d 同時指向了一塊內(nèi)存空間，這可內(nèi)存空間保存的是一個字典對象。這有點像 c 語言的指針，a, b, c, d 四個指針指向同一個內(nèi)存地址，也就是給這塊內(nèi)存其了 4 個筆名。所以，不管你改變誰，其他三個變量都會跟著變化。那為什么 c 在函數(shù)內(nèi)部被改變，而且沒有用 global 申明，但全局的 c 去被改變了呢？

我們再來看一個例子：

>>>a = {1:1, 2:2}
>>>b = a
>>>a[3] = 3
>>>b
{1: 1, 2: 2, 3: 3}
>>>a = 4
>>>b
{1: 1, 2: 2, 3: 3}
>>>a
4

當(dāng) b = a 時，a 與 b 指向同一個對象，所以在 a 中添加一個元素時，b 也發(fā)生變化。而當(dāng) a = 4 時， a 就已經(jīng)不再指向字典對象了，而是指向一個新的 int 對象（python 中整數(shù)也是對象），這時只有 b 指向字典，所以 a 改變時 b 沒有跟著變化。這是只是說明了什么時候賦值變量會發(fā)生質(zhì)的改變，而以上的問題還沒有被解決。

那么，我么再來看一個例子：

class TestObj(object):
 pass

x = TestObj()
x.x = 8
d = {"a": 1, "b": 2, "g": x}
xx = d.get("g", None)
xx.x = 10
print("x.x:%s" % x.x)
print("xx.x: %s" % xx.x)
print("d['g'].x: %s" % d['g'].x)

# Out:
# x.x:10
# xx.x: 10
# d['g'].x: 10

由以上的實例可以了解到，如果僅改變對象的屬性（或者說成是改變結(jié)構(gòu)），所有指向該對象的變量都會隨之改變。但是如果一個變量重新指向了一個對象，那么其他指向該對象的變量不會隨之變化。所以，最開始的例子中，c 雖然在函數(shù)內(nèi)部被改變，但是 c 是全局的變量，我們只是在 c 所指向的內(nèi)存中添加了一個值，而沒有將 c 指向另外的變量。

需要注意的是，有人可能會認(rèn)為上例中的最后一個輸出應(yīng)該是 d['g'].x: 8。這樣理解的原因可能是覺得已經(jīng)把字典中 ‘g' 所對應(yīng)的值取出來了，并重新命名為 xx，那么 xx 就與字典無關(guān)了。其實際并不是這樣的，字典中的 key 所對應(yīng)的 value 就像是一個指針指向了一片內(nèi)存區(qū)域，訪問字典中 key 時就是去該區(qū)域取值，如果將值取出來賦值給另外一個變量，例如 xx = d['g'] 或者 xx = d.get("g", None)，這樣只是讓 xx 這個變量也指向了該區(qū)域，也就是說字典中的鍵 ‘g' 和 xx 對象指向了同一片內(nèi)存空間，當(dāng)我們只改變 xx 的屬性時，字典也會發(fā)生變化。

下例更加直觀的展示了這一點：

class TestObj(object):
 pass

x = TestObj()
x.x = 8
d = {"a": 1, "b": 2, "g": x}
print(d['g'].x)
xx = d["g"]
xx.x = 10
print(d['g'].x)
xx = 20
print(d['g'].x)

# Out:
# 8
# 10
# 10

這個知識點非常簡單，但如果沒有理解，可能無法看明白別人的代碼。這一點有時候會給程序設(shè)計帶來很大的便利，例如設(shè)計一個在整個程序中保存狀態(tài)的上下文：

class Context(object):
 pass


def foo(context):
 context.a = 10
 context.b = 20
 x = 1

def hoo(context):
 context.c = 30
 context.d = 40
 x = 1

if __name__ == "__main__":
 context = Context()
 x = None
 foo(context)
 hoo(context)
 print(x)
 print(context.a)
 print(context.b)
 print(context.c)
 print(context.d)

# Out：
# None
# 10
# 20
# 30
# 40

示例中我們可以把需要保存的狀態(tài)添加到 context 中，這樣在整個程序的運行過程中這些狀態(tài)能夠被任何位置被使用。

在來一個終結(jié)的例子，執(zhí)行外部代碼：

outer_code.py

from __future__ import print_function

def initialize(context):
 g.a = 333
 g.b = 666
 context.x = 888

def handle_data(context, data):
 g.c = g.a + g.b + context.x + context.y
 a = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6])
 print("outer space: a is %s" % a)
 print("outer space: context is %s" % context)

main_exec.py

from __future__ import print_function

import sys
import imp
from pprint import pprint

class Context(object):
 pass

class PersistentState(object):
 pass


# Script starts from here

if __name__ == "__main__":
 outer_code_moudle = imp.new_module('outer_code')
 outer_code_moudle.__file__ = 'outer_code.py'
 sys.modules["outer_code"] = outer_code_moudle
 outer_code_scope = code_scope = outer_code_moudle.__dict__

 head_code = "import numpy as np\nfrom main_exec import PersistentState\ng=PersistentState()"
 exec(head_code, code_scope)
 origin_global_names = set(code_scope.keys())

 with open("outer_code.py", "rb") as f:
 outer_code = f.read()

 import __future__
 code_obj = compile(outer_code, "outer_code.py", "exec", flags=__future__.unicode_literals.compiler_flag)
 exec(code_obj, code_scope)
 # 去除掉內(nèi)建名字空間的屬性，僅保留外部代碼中添加的屬性
 outer_code_global_names = set(outer_code_scope.keys()) - origin_global_names

 outer_func_initialize = code_scope.get("initialize", None)
 outer_func_handle_data = code_scope.get("handle_data", None)

 context = Context()
 context.y = 999
 outer_func_initialize(context)
 outer_func_handle_data(context, None)

 g = outer_code_scope["g"]
 assert g.c == 2886
 print("g.c: %s" % g.c)
 print(dir(g))
 print(dir(context))
 pprint(outer_code_moudle.__dict__)

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流。

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