變數進階

来源:https://www.cnblogs.com/JcrLive/archive/2020/01/27/12235368.html

01. 變數的引用 變數 和 數據 都是保存在 記憶體 中的 在 中 函數 的 參數傳遞 以及 返回值 都是靠 引用 傳遞的 1.1 引用的概念 在 中 變數 和 數據 是分開存儲的 數據 保存在記憶體中的一個位置 變數 中保存著數據在記憶體中的地址 變數 中 記錄數據的地址 ,就叫做 引用 使用 函數可 ...


01. 變數的引用

  • 變數 和 數據 都是保存在 記憶體 中的
  • Python函數 的 參數傳遞 以及 返回值 都是靠 引用 傳遞的

1.1 引用的概念

Python

  • 變數數據 是分開存儲的
  • 數據 保存在記憶體中的一個位置
  • 變數 中保存著數據在記憶體中的地址
  • 變數記錄數據的地址,就叫做 引用
  • 使用 id() 函數可以查看變數中保存數據所在的 記憶體地址

註意:如果變數已經被定義,當給一個變數賦值的時候,本質上是 修改了數據的引用

  • 變數 不再 對之前的數據引用
  • 變數 改為 對新賦值的數據引用

1.2 變數引用 的示例

Python 中,變數的名字類似於 便簽紙 貼在 數據

  • 定義一個整數變數 a,並且賦值為 1
代碼 圖示
a = 1
  • 將變數 a 賦值為 2
代碼 圖示
a = 2
  • 定義一個整數變數 b,並且將變數 a 的值賦值給 b
代碼 圖示
b = a

變數 b 是第 2 個貼在數字 2 上的標簽

1.3 函數的參數和返回值的傳遞

Python 中,函數的 實參/返回值 都是是靠 引用 來傳遞來的

def test(num):

    print("-" * 50)
    print("%d 在函數內的記憶體地址是 %x" % (num, id(num)))

    result = 100

    print("返回值 %d 在記憶體中的地址是 %x" % (result, id(result)))
    print("-" * 50)

    return  result

a = 10
print("調用函數前 記憶體地址是 %x" % id(a))

r = test(a)

print("調用函數後 實參記憶體地址是 %x" % id(a))
print("調用函數後 返回值記憶體地址是 %x" % id(r))

02. 可變和不可變類型

  • 不可變類型,記憶體中的數據不允許被修改:
    • 數字類型 int, bool, float, complex, long(2.x)
    • 字元串 str
    • 元組 tuple
  • 可變類型,記憶體中的數據可以被修改:
    • 列表 list
    • 字典 dict
a = 1
a = "hello"
a = [1, 2, 3]
a = [3, 2, 1]
demo_list = [1, 2, 3]

print("定義列表後的記憶體地址 %d" % id(demo_list))

demo_list.append(999)
demo_list.pop(0)
demo_list.remove(2)
demo_list[0] = 10

print("修改數據後的記憶體地址 %d" % id(demo_list))

demo_dict = {"name": "小明"}

print("定義字典後的記憶體地址 %d" % id(demo_dict))

demo_dict["age"] = 18
demo_dict.pop("name")
demo_dict["name"] = "老王"

print("修改數據後的記憶體地址 %d" % id(demo_dict))

註意:字典的 key 只能使用不可變類型的數據

註意

  1. 可變類型的數據變化,是通過 方法 來實現的
  2. 如果給一個可變類型的變數,賦值了一個新的數據,引用會修改
    • 變數 不再 對之前的數據引用
    • 變數 改為 對新賦值的數據引用

哈希 (hash)

  • Python 中內置有一個名字叫做 hash(o) 的函數
    • 接收一個 不可變類型 的數據作為 參數
    • 返回 結果是一個 整數
  • 哈希 是一種 演算法,其作用就是提取數據的 特征碼(指紋)
    • 相同的內容 得到 相同的結果
    • 不同的內容 得到 不同的結果
  • Python 中,設置字典的 鍵值對 時,會首先對 key 進行 hash 已決定如何在記憶體中保存字典的數據,以方便 後續 對字典的操作:增、刪、改、查
    • 鍵值對的 key 必須是不可變類型數據
    • 鍵值對的 value 可以是任意類型的數據

03. 局部變數和全局變數

  • 局部變數 是在 函數內部 定義的變數,只能在函數內部使用
  • 全局變數 是在 函數外部定義 的變數(沒有定義在某一個函數內),所有函數 內部 都可以使用這個變數

提示:在其他的開發語言中,大多 不推薦使用全局變數 —— 可變範圍太大,導致程式不好維護!

3.1 局部變數

  • 局部變數 是在 函數內部 定義的變數,只能在函數內部使用
  • 函數執行結束後,函數內部的局部變數,會被系統回收
  • 不同的函數,可以定義相同的名字的局部變數,但是 彼此之間 不會產生影響

局部變數的作用

  • 在函數內部使用,臨時 保存 函數內部需要使用的數據
def demo1():

    num = 10

    print(num)

    num = 20

    print("修改後 %d" % num)


def demo2():

    num = 100

    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

局部變數的生命周期

  • 所謂 生命周期 就是變數從 被創建被系統回收 的過程
  • 局部變數函數執行時 才會被創建
  • 函數執行結束後 局部變數 被系統回收
  • 局部變數在生命周期 內,可以用來存儲 函數內部臨時使用到的數據

3.2 全局變數

  • 全局變數 是在 函數外部定義 的變數,所有函數內部都可以使用這個變數
# 定義一個全局變數
num = 10


def demo1():

    print(num)


def demo2():

    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

註意:函數執行時,需要處理變數時 會:

  1. 首先 查找 函數內部 是否存在 指定名稱 的局部變數如果有,直接使用
  2. 如果沒有,查找 函數外部 是否存在 指定名稱 的全局變數如果有,直接使用
  3. 如果還沒有,程式報錯!

1) 函數不能直接修改 全局變數的引用

  • 全局變數 是在 函數外部定義 的變數(沒有定義在某一個函數內),所有函數 內部 都可以使用這個變數

提示:在其他的開發語言中,大多 不推薦使用全局變數 —— 可變範圍太大,導致程式不好維護!

  • 在函數內部,可以 通過全局變數的引用獲取對應的數據
  • 但是,不允許直接修改全局變數的引用 —— 使用賦值語句修改全局變數的值
num = 10


def demo1():

    print("demo1" + "-" * 50)

    # 只是定義了一個局部變數,不會修改到全局變數,只是變數名相同而已
    num = 100
    print(num)


def demo2():

    print("demo2" + "-" * 50)
    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

註意:只是在函數內部定義了一個局部變數而已,只是變數名相同 —— 在函數內部不能直接修改全局變數的值

2) 在函數內部修改全局變數的值

  • 如果在函數中需要修改全局變數,需要使用 global 進行聲明
num = 10


def demo1():

    print("demo1" + "-" * 50)

    # global 關鍵字,告訴 Python 解釋器 num 是一個全局變數
    global num
    # 只是定義了一個局部變數,不會修改到全局變數,只是變數名相同而已
    num = 100
    print(num)


def demo2():

    print("demo2" + "-" * 50)
    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

3) 全局變數定義的位置

  • 為了保證所有的函數都能夠正確使用到全局變數,應該 將全局變數定義在其他函數的上方
a = 10


def demo():
    print("%d" % a)
    print("%d" % b)
    print("%d" % c)

b = 20
demo()
c = 30

註意

  • 由於全局變數 c,是在調用函數之後,才定義的,在執行函數時,變數還沒有定義,所以程式會報錯!

代碼結構示意圖如下

4) 全局變數命名的建議

  • 為了避免局部變數和全局變數出現混淆,在定義全局變數時,有些公司會有一些開發要求,例如:
  • 全局變數名前應該增加 g_ 或者 gl_ 的首碼

提示:具體的要求格式,各公司要求可能會有些差異


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