Python变量理解

变量进阶（理解）

01. 变量的引用

• 变量 和 数据 都是保存在 内存 中的

• 在 Python 中 函数 的 参数传递 以及 返回值 都是靠 引用 传递的

1.1 引用的概念

在 Python 中

• 变量 和 数据 是分开存储的

• 数据 保存在内存中的一个位置

• 变量 中保存着数据在内存中的地址

• 变量 中 记录数据的地址，就叫做 引用

• 使用 id() 函数可以查看变量中保存数据所在的 内存地址

注意：如果变量已经被定义，当给一个变量赋值的时候，本质上是 修改了数据的引用

• 变量 不再 对之前的数据引用

• 变量 改为 对新赋值的数据引用

1.2 变量引用 的示例

在 Python 中，变量的名字类似于 便签纸 贴在 数据 上

变量可以理解为是一个标签，当与对象关联时，其实是变量这个标签拴在了那个对象上了，一个标签只能拴在一个对象上且还是栓的最新的那个对象；

1.3 函数的参数和返回值的传递

在 Python 中，函数的 实参/返回值 都是是靠 引用 来传递来的

 def test(num):
 ​
     print("-" * 50)
     print("%d 在函数内的内存地址是 %x" % (num, id(num)))
 ​
     result = 100
 ​
     print("返回值 %d 在内存中的地址是 %x" % (result, id(result)))
     print("-" * 50)
 ​
     return  result
 ​
 a = 10
 print("调用函数前 内存地址是 %x" % id(a))
 ​
 r = test(a)
 ​
 print("调用函数后 实参内存地址是 %x" % id(a))
 print("调用函数后 返回值内存地址是 %x" % id(r))

02. 可变和不可变类型

• 不可变类型，内存中的数据不允许被修改：

  • 数字类型 int, bool, float, complex, long(2.x)

  • 字符串 str

  • 元组 tuple

• 可变类型，内存中的数据可以被修改：

  • 列表 list

  • 字典 dict

 a = 1
 a = "hello"
 a = [1, 2, 3]
 a = [3, 2, 1]
 demo_list = [1, 2, 3]
 ​
 print("定义列表后的内存地址 %d" % id(demo_list))
 ​
 demo_list.append(999)
 demo_list.pop(0)
 demo_list.remove(2)
 demo_list[0] = 10
 ​
 print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_list))
 ​
 demo_dict = {"name": "小明"}
 ​
 print("定义字典后的内存地址 %d" % id(demo_dict))
 ​
 demo_dict["age"] = 18
 demo_dict.pop("name")
 demo_dict["name"] = "老王"
 ​
 print("修改数据后的内存地址 %d" % id(demo_dict))

注意：字典的 key 只能使用不可变类型的数据

注意

1. 可变类型的数据变化，是通过 方法 来实现的

2. 如果给一个可变类型的变量，赋值了一个新的数据，引用会修改

   • 变量 不再 对之前的数据引用

   • 变量 改为 对新赋值的数据引用

哈希 (hash)

• Python 中内置有一个名字叫做 hash(o) 的函数

  • 接收一个 不可变类型 的数据作为 参数

  • 返回 结果是一个 整数

• 哈希 是一种 算法，其作用就是提取数据的 特征码（指纹）

  • 相同的内容 得到 相同的结果

  • 不同的内容 得到 不同的结果

• 在 Python 中，设置字典的 键值对 时，会首先对 key 进行 hash 已决定如何在内存中保存字典的数据，以方便 后续 对字典的操作：增、删、改、查

  • 键值对的 key 必须是不可变类型数据

  • 键值对的 value 可以是任意类型的数据

03. 局部变量和全局变量

• 局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用

• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量（没有定义在某一个函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

提示：在其他的开发语言中，大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大，导致程序不好维护！

3.1 局部变量

• 局部变量 是在 函数内部 定义的变量，只能在函数内部使用

• 函数执行结束后，函数内部的局部变量，会被系统回收

• 不同的函数，可以定义相同的名字的局部变量，但是 彼此之间 不会产生影响

局部变量的作用

• 在函数内部使用，临时 保存 函数内部需要使用的数据

 def demo1():
 ​
     num = 10
 ​
     print(num)
 ​
     num = 20
 ​
     print("修改后 %d" % num)
 ​
 ​
 def demo2():
 ​
     num = 100
 ​
     print(num)
 ​
 demo1()
 demo2()
 ​
 print("over")
 ​

局部变量的生命周期

• 所谓 生命周期 就是变量从 被创建 到 被系统回收 的过程

• 局部变量 在 函数执行时 才会被创建

• 函数执行结束后 局部变量 被系统回收

• 局部变量在生命周期 内，可以用来存储 函数内部临时使用到的数据

3.2 全局变量

• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量，所有函数内部都可以使用这个变量

# 定义一个全局变量
 num = 10
 ​
 ​
 def demo1():
 ​
     print(num)
 ​
 ​
 def demo2():
 ​
     print(num)
 ​
 demo1()
 demo2()
 ​
 print("over")

注意：函数执行时，需要处理变量时 会：

1. 首先 查找 函数内部 是否存在 指定名称 的局部变量，如果有，直接使用

2. 如果没有，查找 函数外部 是否存在 指定名称 的全局变量，如果有，直接使用

3. 如果还没有，程序报错！

1) 函数不能直接修改 全局变量的引用

• 全局变量 是在 函数外部定义 的变量（没有定义在某一个函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

提示：在其他的开发语言中，大多 不推荐使用全局变量 —— 可变范围太大，导致程序不好维护！

• 在函数内部，可以 通过全局变量的引用获取对应的数据

• 但是，不允许直接修改全局变量的引用 —— 使用赋值语句修改全局变量的值

 num = 10
 ​
 ​
 def demo1():
 ​
     print("demo1" + "-" * 50)
 ​
     # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已
     num = 100
     print(num)
 ​
 ​
 def demo2():
 ​
     print("demo2" + "-" * 50)
     print(num)
 ​
 demo1()
 demo2()
 ​
 print("over")
 ​

注意：只是在函数内部定义了一个局部变量而已，只是变量名相同 —— 在函数内部不能直接修改全局变量的值

2) 在函数内部修改全局变量的值

• 如果在函数中需要修改全局变量，需要使用 global 进行声明

num = 10
 ​
 ​
 def demo1():
 ​
     print("demo1" + "-" * 50)
 ​
     # global 关键字，告诉 Python 解释器 num 是一个全局变量
     global num  # 内存函数修改外层函数变量是，使用nonlocal  # 非本地的
     # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已
     num = 100
     print(num)
 ​
 ​
 def demo2():
 ​
     print("demo2" + "-" * 50)
     print(num)
 ​
 demo1()
 demo2()
 ​
 print("over")
 ​

3) 全局变量定义的位置

• 为了保证所有的函数都能够正确使用到全局变量，应该 将全局变量定义在其他函数的上方

a = 10
 ​
 ​
 def demo():
     print("%d" % a)
     print("%d" % b)
     print("%d" % c)
 ​
 b = 20
 demo()
 c = 30 ​

注意

• 由于全局变量 c，是在调用函数之后，才定义的，在执行函数时，变量还没有定义，所以程序会报错！

4) 全局变量命名的建议

• 为了避免局部变量和全局变量出现混淆，在定义全局变量时，有些公司会有一些开发要求，例如：

• 全局变量名前应该增加 g_ 或者 gl_ 的前缀