python的pass在函数中的作用_Pass & Share：Python / Julia 中函数变量的传递机制

从 C / MATLAB 过来的同学注意！

Julia / Python 中使用的参数传递变量方式是不一样的。(以C的眼光看)在语法上细微的差别就会产生完全不一样的内容。(至少我被坑了很多次)。这篇文章的主要作用是逃坑以及方便各种从不同语言过来的人投奔我们Julia！/狗头

变量的传输方式

对于从 C 和 MATLAB 中转移过来的同学，必须非常注意的一个问题是Julia 中变量的传输机制是Python 党最好跳过这一小节。

此处有两个概念：values：真实的数据

variables： 变量名，在这个语境下我认为这个“名”字非常重要。在编程语言中，用变量名bind(链接)到 values

Pass and share 机制中，在传递的过程中values不会被复制。函数内部中产生了新的变量名。这些变量名

Example 1 & 2

PS： 这两个例子必须连起来看！

y = [1 1]

function f!(z) # there is a "!" mark: see link Tip1 Tip2 below

z[1] = 2 * z[2]

z

# this function return z

end

f!(y)

# 1×2 Array{Int64,2}:

# 2 1

## guess what !!!!!

y

# 1×2 Array{Int64,2}:

# 2 1

这里变量y变化了！C和MATLAB的用户看见会觉得这颠覆了当年我们对于函数穿参的根本守则。

原因是：y作为数组，是mutable(可变的)的。传入的时候，实际上只是用z的refer to 一组数据，即y也refer to 的那一组。当我们去改动z[1]，实际上是通过这个z变量名，找到了一组数据的第一个元素，并赋值为等号右面的结果。 所以，当我们用y来访问数据时，自然数据是更改过的。

下面再来看一个例子

y = [1 1]

function g(z) # note that there is no ! here

z = 2*z

z

end

g(y)

# 1×2 Array{Int64,2}:

# 2 2

# guess what!

y

# 1×2 Array{Int64,2}:

# 1 1

这里的y又不变了。这里发生了什么？明明在函数g里，我们也改变了z。 这里似乎又颠覆了刚刚建立的认识。

为了说明到底发生了什么，我们做一个类比，把variables(变量名)比作标签，values(真实的数据)比作物品。变量名就像一个标签贴在了实际的物品(数据)上：传入函数前，我们可以理解为，标签y贴在一组数据value1上，value1的实际数值是[1 1]。

y作为参数传入函数g后，此时只是多生成了一个标签z，同样贴在数据value1上。

z = 2*z的第一步：现在我们通过标签z访问value1，并且根据里面的内容计算2*z也就生成了一组新的数据，我们命名为value2。 这得到了我们右面的运算结果。

z = 2*z的第二步：把标签z挪动位置，贴在value2上。

... (略)

上述的1-4过程进行完了以后，我们就可以看出来分别有value1, value2 对应标签 y, z。y所贴着的数据value1从来没有改变过。因此在此处y又不变了。

Excercise： 为了巩固此处发生了什么，最好用标签物品概念把上一个y改变的例子说明一下，并对比其中的不同。 并且把两个例子串起来重新表述一遍。题外话：这个变化对我来说实际上非常不习惯，我写过很长一段时间的C，后来写过一段时间Python ，这个转换可以说是狠狠坑我了一把，甚至直接导致了我相当不喜欢Python。现在有了一些铺垫，我在 Julia 中已经基本适应了。

有人可能会说，这个机制 Julia 也用，Python 也用为什么你这样吹 Julia 而讨厌 Python 呢，说不定你先用Julia后会喜欢Python。答曰：我依然要吹Julia 。原因如下：1. 文档标注：虽然Julia这一点上面使用了一样的机制，Julia的官方文档在非常显眼的地方是详细的写了这一点的不同(Noteworthy Differences)，而且在编程风格中甚至针对这一点进行了强烈的风格建议，以改良你的代码，以防你写和阅读代码的时候忘记了这一点，参阅： Tips 1，Tips 2。(个人偏好，并未引战，只希望用Julia的人如果进入了这个坑，看了我这篇文章能熄灭你的怒火)。2. Julia 真的关心你的代码效率，他是一门跟 C 进行性能比较的语言。

C 用户可能会用“指针”来理解这个过程了。但可能出现一个疑惑了，这样的代码有危险。函数在C和数学中都给人一种“单向性”的感觉：输入只是用来确定输出的东西。输入怎么能够改变呢？C 中如果要完成类似的行为，需要显式传入“指针”。但是在Pass and Share机制下，即使不显式传入，也会把数据暴露在危险当中了！。

我只能承认这确实是我们需要承担这样的风险。(可能关于传入参数这件事情可以有其他的理解方式吗？请知友指教了)所以在Julia 的代码风格(Tips 1)当中(不强制)建议道，当我们的函数有可能改变参数中的mutable变量时，我们需要尊崇convention在函数名中以!结尾，如Example 1。

在本小节最后，必须讲一下如何才能写出一个返回值与上述例子之中f!相同但是不改变输入参数y的函数了，代码如下：使用copy()

function f(w)

z = copy(x)

f!(z)

end

copy函数会生成一个新的数据，是(C的意义下的)真正的复制了一次变量。

实际上这里展示的写法：写一个f!，

再用一个f包装起来，

在一些官方函数中有使用。个人觉得这种写法巧妙的消解了Pass and Share 的机制带来的违和感，非常美妙，保持一种微妙的博弈。如果说你想用Pass and Share 的特性更改输入的参数，那就使用f!，如果你想要更保守一些f。