Python学习笔记之变量进阶

目标

01. 变量的引用

1.1 引用的概念

1.2 变量引用的示例

思考和C中引用的不一样

1.3 函数的参数和返回值的传递

python 深入理解赋值、引用、拷贝、作用域

02. 可变和不可变类型

哈希 (hash)（C#中有）

C3 GetHashCode

03. 局部变量和全局变量

3.1 局部变量

3.2 全局变量

目标

变量的引用
可变和不可变类型
局部变量和全局变量

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

a = 'ABC'
时， Python 解释器干了两件事情：
1. 在内存中创建了一个'ABC'的字符串；
2. 在内存中创建了一个名为 a 的变量，并把它指向'ABC'。

也可以把一个变量 a 赋值给另一个变量 b，这个操作实际上是把变量 b
指向变量 a 所指向的数据，例如下面的代码：

a = 'ABC'
b = a
a = 'XYZ'
print(b)

最后一行打印出变量 b 的内容到底是'ABC'呢还是'XYZ'？如果从数学意
义上理解，就会错误地得出 b 和 a 相同，也应该是'XYZ'，但实际上 b 的
值是'ABC'，让我们一行一行地执行代码，就可以看到到底发生了什么事：
执行 a = 'ABC'，解释器创建了字符串'ABC'和变量 a，并把 a 指向'ABC'：

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

定义一个整数变量 a，并且赋值为 1

代码	图示
a = 1

将变量 a 赋值为 2

代码	图示
a = 2

定义一个整数变量 b，并且将变量 a 的值赋值给 b

代码	图示
b = a

变量 b 是第 2 个贴在数字 2 上的标签

思考和C中引用的不一样

#include <iostream>using namespace std;void main()
{int a = 100;int b = 100;printf("&a = %d ; &b = %d\n", &a, &b);int c = a;printf("&c = %d; &a = %d\n", &c, &a);system("pause");}

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

#include <iostream>using namespace std;void test(int num)
{printf("&num : %d\n", &num);
}void main()
{int a = 100;printf("&a is %d\n", &a);test(a);system("pause");}

函数返回的也是引用。

def test(num):print("在函数内部 %d 对应的内存地址是 %d" % (num, id(num)))# 1> 定义一个字符串变量result = "hello"print("函数要返回数据的内存地址是 %d" % id(result))# 2> 将字符串变量返回，返回的是数据的引用，而不是数据本身return result# 1. 定义一个数字的变量
a = 10# 数据的地址本质上就是一个数字
print("a 变量保存数据的内存地址是 %d" % id(a))# 2. 调用 test 函数，本质上传递的是实参保存数据的引用，而不是实参保存的数据！
# 注意：如果函数有返回值，但是没有定义变量接收
# 程序不会报错，但是无法获得返回结果
r = test(a)print("%s 的内存地址是 %d" % (r, id(r)))

python 深入理解赋值、引用、拷贝、作用域

Refs: https://www.cnblogs.com/jiangzhaowei/p/5740913.html

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
- 地址不变，内容可以修改。
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

可变类型的数据变化，是通过方法来实现的
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

方法修改值地址不变

赋值地址变化

哈希 `(hash)（C#中有）`

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
C3 GetHashCode

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace Change
{class Program{static void Main(string[] args){int a = 10;int b = 10;int c = 100;c = a;a.GetHashCode();Console.WriteLine("-----------------------------");Console.WriteLine("{0}, {1}, {2}", a.GetHashCode(), b.GetHashCode(), c.GetHashCode());Console.Read();}}
}

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")

def demo1():# 定义一个局部变量# 1> 出生：执行了下方的代码之后，才会被创建# 2> 死亡：函数执行完成之后num = 10print("在demo1函数内部的变量是 %d" % num)def demo2():num = 99print("demo2 ==> %d" % num)pass# 在函数内部定义的变量，不能在其他位置使用
# print("%d" % num)demo1()
demo2()

# 全局变量
num = 10def demo1():print("demo1 ==> %d" % num)def demo2():print("demo2 ==> %d" % num)demo1()
demo2()

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

# 全局变量
num = 10def demo1():# 希望修改全局变量的值# 在 python 中，是不允许直接修改全局变量的值# 如果使用赋值语句，会在函数内部，定义一个局部变量num = 99print("demo1 ==> %d" % num)def demo2():print("demo2 ==> %d" % num)demo1()
demo2()

注意：函数执行时，需要处理变量时 会：

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
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
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
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

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

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

# 全局变量
num = 10def demo1():# 希望修改全局变量的值 - 使用 global 声明一下变量即可# global 关键字会告诉解释器后面的变量是一个全局变量# 再使用赋值语句时，就不会创建局部变量global numnum = 99print("demo1 ==> %d" % num)def demo2():print("demo2 ==> %d" % num)demo1()
demo2()

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

# 注意：在开发时，应该把模块中的所有全局变量
# 定义在所有函数上方，就可以保证所有的函数
# 都能够正常的访问到每一个全局变量了
num = 10
# 再定义一个全局变量
title = "黑马程序员"
# 再定义一个全局变量
name = "小明"def demo():print("%d" % num)print("%s" % title)print("%s" % name)# # 再定义一个全局变量
# title = "黑马程序员"demo()# # 再定义一个全局变量
# name = "小明"

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！

代码结构示意图如下

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

提示：具体的要求格式，各公司要求可能会有些差异

gl_num = 10
# 再定义一个全局变量
gl_title = "黑马程序员"
# 再定义一个全局变量
gl_name = "小明"def demo():# 如果局部变量的名字和全局变量的名字相同# pycharm会在局部变量下方显示一个灰色的虚线num = 99print("%d" % num)print("%s" % gl_title)print("%s" % gl_name)# # 再定义一个全局变量
# title = "黑马程序员"demo()