python 之变量进阶

喜欢ヅ旅行 2021-09-04 09:39 444阅读 0赞

## 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`

*  将变量 `a` 赋值为 `2`

*  定义一个整数变量 `b`，并且将变量 `a` 的值赋值给 `b`

> 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))

## 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`

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**

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

### 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

## 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，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

# 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：

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，**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**

[![3hXfYt.png][]][3hXfYt.png 1]

#### 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

[3hXfYt.png]: /images/20210813/0f0a39a169884059968870cadeab46db.png
[3hXfYt.png 1]: https://imgchr.com/i/3hXfYt