python基础8 - 变量2

2022-10-16 07:37:35

1. 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("-" * 50)

    print("%d 在函数内的内存地址是 %x" % (num, id(num)))

    result = 100

    print("返回值 %d 在内存中的地址是 %x" % (result, id(result)))

    print("-" * 50)

    return  result

a = 10

print("调用函数前 内存地址是 %x" % id(a))

r = test(a)

print("调用函数后 实参内存地址是 %x" % id(a))

print("调用函数后 返回值内存地址是 %x" % id(r))

2. 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

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

哈希 (hash)

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

3. 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")

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
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

3.2 全局变量

# 定义一个全局变量

num = 10

def demo1():

    print(num)

def demo2():

    print(num)

demo1()

demo2()

print("over")

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

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

num = 10

def demo1():

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

    # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已

    num = 100

    print(num)

def demo2():

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

    print(num)

demo1()

demo2()

print("over")

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 = 10

def demo1():

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

    # global 关键字，告诉 Python 解释器 num 是一个全局变量

    global num

    # 只是定义了一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名相同而已

    num = 100

    print(num)

def demo2():

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

    print(num)

demo1()

demo2()

print("over")

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

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

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