Python 变量的存储

简介: Python 变量的存储
小知识,大挑战!本文正在参与“ 程序员必备小知识”创作活动。

<br/>

一、变量的引用

  • 变量 和 数据 都是保存在 内存 中的
  • Python函数的参数传递 以及 返回值 都是靠 引用 传递的

<br/>

1.1 引用的概念

Python

  • 变量数据 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

<br/>

1.2 变量引用的示例

Python 中,变量的名字类似于 便签纸 贴在 数据

  • 定义一个整数变量 a,并且赋值为 1
代码 图示
a = 1 image.png
  • 将变量 a 赋值为 2
代码 图示
a = 2 image.png
  • 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 image.png
变量 b 是第 2 个贴在数字 2 上的标签

<br/>

1.3 函数的参数和返回值的传递

Python 中,函数的 实参/返回值 都是是靠 引用 来传递来的

In [1]: def demo(num):
   ...:
   ...:     print('num=', num, '地址:', id(num))
   ...:
   ...:     result = 100
   ...:
   ...:     print('result=', result, '地址:', id(result))
   ...:
   ...:     return result
   ...:

In [2]: a = 10

In [3]: print('a=', a, '地址:', id(a))
a= 10 地址: 140704168770912

In [4]: r = demo(a)
num= 10 地址: 140704168770912
result= 100 地址: 140704168773792

In [5]: id(r)
Out[5]: 140704168773792

<br/>

anum 的地址是一致的, rresult 也是一致的,由此可以见得函数的 实参/ 返回值 都是是靠 引用 来传递来的

<br/>

二、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

<br/>

不可变数据类型测验


In [13]: x = 1

In [14]: id(x)
Out[14]: 140704168770624

In [15]: x = 'hello'

In [16]: id(x)
Out[16]: 2377344402928

In [17]: x = [1, 2, 3]

In [18]: id(x)
Out[18]: 2377344895240

In [19]: x = [3, 2, 1]

In [20]: id(x)
Out[20]: 2377342416648
    

<br/>

不可变类型,内存中的数据不允许被修改,当变量的从新赋值时,并不是把当前引用的数据修改,而是

  • 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

<br/>

可变数据类型测验

In [20]: li = [1, 2, 3]

In [21]: # 列表定义后的内存地址
    
In [22]: id(li)
Out[22]: 2377344541640

In [23]: li.append(666)

In [24]: li.pop(0)
Out[24]: 1

In [25]: li.remove(2)

In [26]: li[0] = 10

In [27]: # 列表修改后的内存地址

In [28]: li
Out[28]: [10, 666]

In [29]: id(li)
Out[29]: 2377344541640        # 其内部元素发生了变化,但内存地址依旧没变

<br/>


info_dict = {'name': 'ithui'}

print('定义字典后的地址', id(info_dict))


info_dict['age'] = 22
info_dict.pop('name')
info_dict['name'] = 'hui'

print('修改字典数据后的地址', id(info_dict))


=============结果如下=============
定义字典后的地址 1907533547384
修改字典数据后的地址 1907533547384

<br/>

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

    • 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
  3. 字典的 key 只能使用不可变类型的数据

    <br/>

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
  • 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

    <br/>

三、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!

<br/>

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

    <br/>

1) 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

    <br/>

2) 局部变量的生命周期

  • 所谓 生命周期 就是变量从 被创建被系统回收 的过程
  • 局部变量函数执行时 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

    <br/>

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
# 定义一个全局变量
num = 10


def demo1():

    print(num)


def demo2():

    print(num)

demo1()
demo2()

print("over")

=============结果如下=============
10
10
over

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!

<br/>

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
  • 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".center(30, '='))

    # 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".center(30, '='))
    print(num)


demo1()
demo2()

print("over")


# 结果如下
============demo1=============
100
============demo2=============
10
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

<br/>

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".center(30, '='))

    # 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".center(30, '='))
    print(num)


demo1()
demo2()
print("over")

# 结果如下
============demo1=============
100
============demo2=============
100
over

<br/>

3) 全局变量定义的位置

  • 因为 Python 解释器是从上到下每一条语句解释执行,因此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

<br/>

4) 全局变量命名的建议

  • 代码不仅是写给机器执行的,更是写给程序员自己看的。因此为了避免局部变量和全局变量出现混淆,通常在定义全局变量时,增加 g_ 或者 gl_ 的前缀,或者字母全部大写。

<br/>

尾语

✍ 用 Code 谱写世界,让生活更有趣。❤️

✍ 万水千山总是情,点赞再走行不行。❤️

✍ 码字不易,还望各位大侠多多支持。❤️

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