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关于函数参数传递,80%人都错了

关于函数参数传递,80%人都错了

作者: 919b0c54458f | 来源:发表于2018-06-24 18:48 被阅读2次

    还记得上一次关于变量作用域文章 :

    Crossin:全菊变量和菊部变量我们在公众号(Crossin的编程教室)里做了个问题投票:

    deffunc(m):m[0] =20m = [4,5,6]returnml = [1,2,3]func(l)print('l =', l)

    实际的输出我想大家都尝试过了吧,应该是选项二:

    [20, 2, 3]

    和80%人想象中的结果不一样。

    这是为什么呢?

    在 Python 的官方文档 FAQ 里有这样一句话

    Remember that arguments are passed by assignment in Python.

    https:// docs.python.org/3/faq/p rogramming.html#how-do-i-write-a-function-with-output-parameters-call-by-reference

    所以要弄清楚参数传递,先得弄清 Python 的赋值。

    或许在很多人的直观印象中,变量是一个容器;给变量赋值,就像是往一个存储的容器中填入一个数据;再次赋值就是把容器中的数据换掉。

    然而,

    在 Python 中,这种理解是不准确的!

    在 Python 中,这种理解是不准确的!

    在 Python 中,这种理解是不准确的!

    若是想要个形象的类比, Python 中的变量更像是是个标签;给变量赋值,就是把标签贴在一个物体上;再次赋值就是把标签贴在另一个物体上 。

    体会下这两种设计的差异:

    · 前者,变量是一个固定的存在,赋值只会改变其中的数值,而变量本身没有改动。

    · 后者,变量不存在实体,它仅仅是一个标签,一旦赋值就被设置到另一个物体上,不变的是那些物体。

    这些“物体”就是 对象 。 Python 中所有东西都是对象 ,包括函数、类、模块,甚至是字符串’hello’,数字1、2、3,都是对象。

    用个例子来说明:

    a=1b=2c=1# 再次赋值a= b

    在这个代码里,a 和 c 其实指向的是同一个对象—整数 1。给 a 赋值为 b 之后,a 就变成了指向 2 的标签,但 1 和 c 都不会受影响。

    示意图:

    更有说服力一点的验证:

    a=1print('a',a, id(a))b =2print('b', b, id(b))c =1print('c', c, id(c))# 再次赋值a= bprint('a',a, id(a))

    输出:

    a14301490544b24301490576c14301490544a24301490576

    id() 可以认为是获取一个对象的地址。可以看出,a 和 c 开始其实是同一个地址,而后来赋值之后,a 又和 b 是同一个地址。

    每次给变量重新赋值,它就指向了新的地址,与原来的地址无关了。

    回到函数的调用上:

    Python 里的参数是通过赋值传递的

    deffn(x):x =3a =1fn(a)print(a)

    输出结果为 1 ,a 没有变化。

    调用 fn(a) 的时候,就相当于做了一次 x = a ,把 a 赋值给了 x,也就是把 x 这个标签贴在了 a 的对象上。只不过 x 的作用域仅限于函数 fn 内部。

    当 x 在函数内部又被赋值为 3 时,就是把 x 又贴在了 3 这个对象上,与之前的 a 不在有关系。所以外部的 a 不会有任何变化。

    把其中的数值换成其他对象,效果也是一样的:

    deffn(x):x = [4,5,6]a = [1,2,3]fn(a)print(a)

    输出结果为 [1,2,3] ,a 没有变化。(记住这个例子,最后我们还会提到)

    那上次的题目又是怎么回事?

    我们再来看一个赋值:

    a= [1,2,3]print('a', a, id(a))b=aprint('b', b, id(b))b[1] =5print('a', a, id(a))print('b', b, id(b))

    输出:

    a [1,2,3]4490723464b [1,2,3]4490723464a [1,5,3]4490723464b [1,5,3]4490723464

    这个是不是好理解一点?b 赋值为 a 后,和 a 指向同一个列表对象。[1] 这个基于 index 的赋值是 list 对象本身的一种操作,并没有给 b 重新贴标签,改变的是对象本身。所以 b 指向的还是原来的对象,此对象的改动自然也会体现在 a 身上。同理, b.append(7) 这样的操作也会是类似的效果。

    再来回顾下原问题呢:

    deffunc(m):m[0] =20# m = [4, 5, 6]returnml = [1,2,3]func(l)print('l =', l)

    去掉那句 m=[4,5,6] 的干扰,函数的调用就相当于:

    l= [1,2,3]m= lm[0]=20

    l 的值变成 [20,2,3] 没毛病吧。而对 m 重新赋值之后,m 与 l 无关,但不影响已经做出的修改。

    这就是这道题的解答。上次留言里有些同学已经解释的很准确了。

    另外说下, 函数的返回值 return,也相当于是一次赋值 。只不过,这时候是把函数内部返回值所指向的对象,赋值给外面函数的调用者:

    def fn(x): x =3print('x', x, id(x))returnxa=1a= fn(a)print('a',a, id(a))

    输出:

    x34556777904a34556777904

    函数结束后,x 这个标签虽然不存在了,但 x 所指向的对象依然存在,就是 a 指向的新对象。

    所以,如果你想要通过一个函数来修改外部变量的值,有几种方法:

    通过返回值赋值

    使用全局变量

    修改 list 或 dict 对象的内部元素

    修改类的成员变量

    有相当多的教程把 Python 的函数参数传递分为可变对象和不可变对象(这个概念下次来说)来说明,然后类比到 C++ 的值传递和引用传递。我很反对这样去理解:

    x=[4,5,6]

    这点前面贴出的官方文档里也直说了:

    Since assignment just creates references to objects, there’s no alias between an argument name in the caller and callee, and so no call-by-reference per se.

    网上很容易搜到“参数是可变对象就相当于引用传递”这种错误的理解。也不知道他们是对 Python 的参数传递有什么误解,还是对C++的引用传递有什么误解。结果就是,让很多初学者从网上看了几篇教程之后,更糊涂了。

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