Python之变量

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

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

 

  

 

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("%d 在函数内部的内存地址是 %d" % (num, id(num)))


a = 2
print("调用函数前内存的地址是 %d" % id(a))

test(a)

根据运行结果可以看出Python在函数传递时传递的不是值而是引用（地址） 

 

def test(num):

    print("%d 在函数内部的内存地址是 %d" % (num, id(num)))
    result = 10
    print("返回值 %d 在内存中的地址是 %d" % (result, id(result)))
    return result


a = 2
print("调用函数前内存的地址是 %d" % id(a))

# 在Python中如果函数有返回值，但是没有定义变量接收
# 程序是不会报错的，但无法获取返回值
r = test(a)
print("%d 的内存地址是 %d" % (r, id(r)))

从结果可以看出在Python中函数返回值返回的也是引用（地址）而不是值 

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

 

不可变类型一旦定义也就是在内存中分配了内存空间之后并且在内存空间指定了内容之后就不允许在修改内存空间中的内容

可变类型在内存中分配了内存空间并且指定了内容后 ，我们仍可以通过调用方法来修改该内存空间中的内容（该内存地址不发生变化）

当我们使用赋值语句给一个列表变量赋予新值的时候是在改变变量的引用地址，而不是在修改之前的内容，要想改变之前的内容就要通过调用方法来修改之前的内容

IPython测试：

注意：字典的 key 只能使用不可变类型的数据（key可以是数字类型，字符串，元祖，而不能是列表或字典）

 

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

    

   在上面的错误提示 TypeError中都有unhashable，那么下面介绍在hash 

   • 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

   

  该函数： 

  • 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（这个整数是一个特征码）
• 哈希 是一种 算法，其作用就是提取数据的 特征码（类似人的指纹）

   

   错误提示TypeError和我们用可变类型作为字典的key时的提示一样都是unhashable type

  • 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
•  

  首先对key进行hash ，而hash的参数又不能是可变类型，那么字典的键值对就不可以是可变类型，这就是为什么字典的key只能是不可变类型

  • 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，排错不方便，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

num = 11


def demo1():
    print("demo1: %d" % num)


def demo2():
    print("demo2: %d" % num)


demo1()
demo2()

pycharm扩展

加断点单步执行看代码执行细节

 

 

 

 

 

 

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，在函数内部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 = 11


def demo1():
    # 希望修改全局变量
    num = 20
    print("demo1: %d" % num)


def demo2():
    print("demo2: %d" % num)


demo1()
demo2()

 执行结果

在demo1我们修改了num的值，但是我们在执行完demo1后执行demo2可num的却仍是原值而没有被改变

在Python中，是不允许在函数内直接修改全局变量的值的，如果使用赋值语句，会在函数内部定义一个局部变量，例如上面的代码中在demo1中定义了一个局部变量num，这个num和全局变量num是没有任何关系的，只不过是名字一样 

这也可用就近原则理解，在函数内部使用变量会首先在在该函数内部查找是否有该变量，如果有就直接使用，如果没有找到同名变量就会向函数外部查找

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 = 11


def demo1():
    # 希望修改全局变量的值
    # 使用global声明变量
    global num
    num = 20
    print("demo1: %d" % num)


def demo2():
    print("demo2: %d" % num)


demo1()
demo2()

执行结果

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

执行报错 

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

shebang用来表示用哪一个解释器来解释当前这个Python文件的

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

 

a = 10
b = 20
c = 30


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


demo()

一次性修改变量名

 

选中要修改的变量名然后右键显示菜单选中refactor再次出现菜单选中rename（快捷键shift+F6） 

代码中所有全局变量b都被一次修改为g_b