Python中的变量赋值

引言：

Python中的变量在使用中很流畅，可以不关注类型，任意赋值，对于开发来说效率得到了提升，但若不了解其中的机理，往往也会犯一些小错，让开发进行的不那么流畅，本文就是从语言设计和底层原理的角度，带大家理解Python中的变量。

下面我们从一个简单例子开始：

a = 3

当我们代码中写入a=3时到底发生了啥，从概念上来说，Python会执行三个不同的步骤来完成这个请求：

• 创建了一个对象来代表值3
• 若是a尚未创建会创建一个变量a
• 将变量a和新的对象3进行关联，称变量a为对象3的一个引用
  

上文提到的三个关键字，“对象”、“变量”、“引用”是Python中让变量得以运作的关键，我们在下一小节细细道来。

1 变量、对象、引用

先从概念说起：

对象是分配的一块内存，有足够的空间去表示它们所代表的值。

变量是一个系统表的元素，拥有指向对象的连接的空间。

引用时自动形成的从变量到对象的指针。

接着上文中a=3的三个步骤，咱们增加一句代码:

a = 3
b = a

下面通过一张图表征了两句话执行的结果：

关于b=a引发的操作为b同样也指向了3，建立了从变量b到对象3的引用，此部分实现了python的赋值操作。此部分引出了Python中的赋值操作的秘密，下面咱们先来看一下为什么Python中变量赋值时不用指定变量的类型呢，实际上从上面的概念中已经发现了一个重要定义：

>>> 类型属于对象，而不是变量

为了理解对象类型是如何使用的，我们看一下对一个变量多次赋值的结果：

a = 3
a = 'wali'
a = 3.1415926

从表面上看，a开始是一个整数，接着变成一个字符串，最后变成一个浮点，对于学习过C语言的人来说，这个是无法理解的，但对于python来说，这是可以执行的。看起来像是a的类型在连续改变，实际上我们理解了变量、引用、对象的概念以及“类型属于对象，而不是变量”这些知识后，我们会发现，实际发生了如下的事情：

执行中分别创建了整数类型的对象3，字符串的对象“wali”以及浮点数的对象3.14，变量a并不拥有这些类型，只是简单的通过引用分别指向了三个对象。

进一步深入研究就会发现，从Python语言实现的角度来说，每个对象都包含了一个头部信息，其中就标识了这个对象的类型。

此外，还有一个概念“引用计数器”，我们再来看下，最开始的代码：

a = 3
b = a

可能聪明的读者已经心里默默计算出对于对象3的引用计数器的值为2，分别为变量a和变量b对对象3的引用。是的，引用计数器的定义就是这么明了，用于表征用于指向同一个对象的引用的个数。通过变量间的赋值操作，自动的计算对象的引用计数。

那么，我们又会问引用计数器有啥用呢，为啥要多此一举来计算有多少个变量引用同一个变量呢，此时我们引出一个新的概念：对象的垃圾回收。

2 对象的垃圾回收机制

有一段代码：

a = 3
a = 'wali'
a = 3.1415926

我们会进一步思考，当我把a从指向整数对象3改变为指向字符串对象‘wali'时，那对象3发生了啥 ？难道一直放在内存里，如果对象非常大，那岂不是很占用内存，实际上Python设计者早就为我们考虑的很周全了：

在Python中，每当一个变量名被赋予了一个新的对象，之前的那个对象空间就会被回收（前提为此对象没有被其他的变量名或对象所引用），这种自动回收对象空间的技术叫做垃圾回收。

这里如何判断何时回收，就得用到上一节所说的一个非常重要的概念，对象引用计数器，当计数器值为0标识无变量或对象引用，自动回收对象空间。到此，我们明白了对象引用计数器的重要作用，也理解了，除了我们看到的代码，Python也在默默的为我们做不少自动化的事情。

3 变量所指向的对象不同会有何不同？

#example 1
a = 3
b = a
a = 5 

我们回到上面的例子中，如果a发生变化，那么b会跟着发生变化吗？理论上指向同一个对象是会跟着发生变化的，但是这里的答案是不会，因为对象3是数字，不可变对象，所以只能重新创建一个新的对象5，然后a指向对象5，但是如果a所指向的对象是一个可变的对象，比如说列表，就会和我们想的一样b也会跟着发生变化，如下面的例子所示：

#example 2
a = [1,2,3]
b = a
a[0] = 3


L = a is b 
>>>True
M  =  a == b
>>>True

那么看下面的例子，例子2 和例子3 有什么区别呢？

#example 3
a = [1,2,3]
b = [1,2,3]
L = a is b
>>>False
M  =  a == b
>>>True

在python中有两种方法检测变量是否相等，is 和 == ，其中==是判断变量所指向的对象的值是否相等，is是判断对象的同一性，如果两个变量精确的指向同一对象，is操作符才会返回True，也可以理解为is操作符，是比较实现引用的指针是否相同，例子2中变量a和变量b指向同一个对象，所以L和M都是True，但是例子三中变量a和变量b指向不同的对象，所以才会出现例子3下面的L和M的值的不一样的情况～但是如果下面的例子又会出现不同的结果：

#example 4
a = 3
b = 3
L = a is b
>>>True
M  =  a == b
>>>True

#example 5
c = [1,2,3]
K = c[2] is a
>>>True

是为什么呢？因为3 为不可变对象，为了节省内存消耗，只会保留一份，不管有多少个引用指向对象3，对象3都只有一份，例子5也很好的证明了这一点～

例子4和例子5中变量和对象的引用关系

课外小知识：

（1）可变类型，值可以改变：主要包括list列表，dict字典；不可变类型，值不可以改变：主要包括：数值类型int、long、bool、float，字符串str，元组tuple

在例子3中变量a和b的所指向的对象为可变对象，并且a和b的地址不一样，但是a和b中的元素所指向的对象其实是一样的，如下图所示

到此这篇关于Python中的变量赋值的文章就介绍到这了,更多相关Python变量赋值内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞！