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16 变量进阶(理解)

16 变量进阶(理解)

作者: Biofantasy | 来源:发表于2019-03-07 15:12 被阅读0次

    变量进阶(理解)

    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
    • Python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

    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

    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 = 1 004_a1tag.png
    • 将变量 a 赋值为 2
    代码 图示
    a = 2 005_a2tag.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 006_ab2tag.png

    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

    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
    • 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

    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

    001_代码结构示意图.png

    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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