在python中,一切皆为对象,不管是一个整形的数字还是一个字符串或者是函数,类等等都是对象。比如a = 1
这样一个简单的赋值操作,实际上会分为三步:
1.在堆中创建一个对象,值为1
2.在栈中创建一个变量,变量名为a
3.变量a的内容为1这个对象的地址
所以,python中的赋值操作实际上是将一个变量指向了对象。
再来看python中的可变对象和不可变对象。什么是可变对象?可变对象意味着在堆上创建的对象可以被改变。那么不可变对象就是在堆上创建的对象不能被改变。像dict、list等等在堆上的可变对象是可以被改变的:
a = [1, 2, 3]
a[0] = 10
print(a) # [10, 2, 3]
可以看到,对a进行的操作实际上是对在堆上的列表对象进行操作,而列表是可变对象,这就意味着可以对列表进行操作。
像数字、字符串都属于不可变对象,即不能对它们进行修改:
s = "hello"
s[0] = "i" # Error
但是又有人会出现这个问题,不是说不可变对象不能修改嘛,为什么下面的s修改了?
s = "hello"
print(s) # hello
s = "hi"
print(s) # hi
没错,不可变对象不能修改,但是在栈上的变量所存储的值可以被修改啊!仔细分析一下上面的程序,首先在堆上创建了一个对象"hello",然后在栈上创建变量s存储hello对象的值,接着s = "hi"
这一语句又在堆上创建了一个对象"hi",将这个对象的地址存储在s这一变量中。看到没!原来的"hello"对象并没有被修改!
在给python中的函数传递变量时,实际上就是赋值操作,将实际参数所存储的对象地址赋值给形式参数,这时候形式参数和实际参数都是指向了同一个对象。
def func(a):
a.append(1)
b = [1, 2]
func(b)
print(b) # [1, 2, 1]
上面的代码中,当调用func(b)
时,将b中存放的列表对象的地址赋值func()函数中接收的形式参数a,所以此时a和b都是指向的同一个列表对象,当在函数中对列表对象修改时,函数外的b所关联的对象也会被修改。
再来看一个容易混淆的例子:
def func(a):
a = a + [3]
b = [1, 2]
func(b)
print(b) # [1, 2]
为什么对a进行修改了之后,b没有改变呢?难道不是传递[1, 2]这个列表的地址吗?
确实是传递了[1,2]这个列表的地址,但是在func()函数中,a + [3]
会新建一个对象,值就为[1,2,3],再将这个新建对象的地址赋值给a,这时候原来b所指向的对象并没有被改变,所以会出现上面的结果。
但是如果是a += [3]
结果又会不同了:
def func(a):
a += [3]
b = [1, 2]
func(b)
print(b) # [1, 2, 3]
这时候a += [3]
并不会新建对象,而是在原有的对象上进行修改,所以b也会受到影响。
对于可变对象,使用a = a + []
会新建一个对象,使用+=
会在原地修改,那么对于不可变对象呢?我们知道,并不能对不可变对象进行直接修改,所以不管使用哪种操作,它都会新创建一个对象而不是在原对象上进行修改!
def func(a):
a = a + 1 # 新建一个对象,内容为a+1的值,此时a会存储这个对象的地址
# a += 1也是一样,会新建一个对象
print(a) # 3
b = 2
func(b)
print(b) # 2
所以,在python中,函数传递就等同于赋值,将形式参数和实际参数关联到同一个对象上。这种方式既不是完全意义上的值传递(因为它传递的是地址),又不是完全意义上的引用传递(并没有传递变量本身的地址)。可以说是以传递值的方式传递引用。
在写代码时,经常会有人将默认参数的值设置为可变对象,例如设置为列表或者字典,这样有时候会出现意想不到的错误:
def func(a=[]):
a.append(1)
print(a)
func()
func()
func()
如果将这段代码放入一个python文件中并运行它,会出现意想不到的结果:
难道不是应该三次运行func()
都会得到[1]
这个结果吗?原因是当执行这个模块时,函数只会被加载一次,并且它的默认参数也会被设置在这个函数对象的__defaults__属性中
def func(a=[]):
pass
print(func.__defaults__)
当我们三次调用该函数都没有传递参数时,a.append(1)
就会在同一个列表对象上进行操作,于是就得到这样一个结果。
所以在编写函数时,千万不要将可变对象作为默认参数的值,而应该使用None作为默认值。