Python3学习笔记:Python中的赋值操作
python中的变量,赋值等详细解析
秒懂Python 赋值,浅拷贝,深拷贝
在Python里,一切皆对象,完全的面向对象。
1 Python为动态解释性语言
在赋值操作时,
类型是在运行过程中自动决定的,而不是通过代码声明,没有必要事先声明变量。
(静态编译类型语言C++或Java,在使用变量前,需声明变量的类型。)
2 变量和对象之间的关系为引用。
1 变量
1 第一次赋值时,即创建,之后 再次赋值 将会 改变 变量的值。
2 变量名本身是没有类型的,类型只存在对象中,变量只是引用了对象。
3 所有的变量,必须 在使用前 赋值,使用未赋值的变量会产生错误。
2 对象
1 对象是有类型的。
2 对象是分配的一块内存空间,来表示它的值。
3 每一个对象都具有两个标准的头部信息:
类型标志符:标识对象的类型。
引用计数器:用来决定对象是不是进行回收。
Python对象三要素:Id,Type,Value
Id:唯一标识一个对象
Type:标识对象的类型
Value:对象的值
3 引用
1 在Python中,从变量到对象的连接,称为引用。
2 引用是一种关系,以内存中的指针的形式实现。
3 赋值操作时,自动建立变量和对象之间的关系,即引用。
赋值和引用
python中赋值语句,
总是建立对象的引用值,而不是复制对象。
因此,python变量更像是指针,而不是数据存储区域。
简单引用:
例1
a = 3
步骤:
创建一个对象来代表值3。
创建一个变量a,如果它还没有创建的话。
将变量a 与 新的对象3 相连接。
如图:
例2
a = 1
a = 'python'
a = 1.2
这里的 变量a 被多次赋值,
并不是修改的对象,而是修改的引用,
a指向1,然后修改引用指向 'python',
最后指向1.2。
1 和 'python' 被放在内存空间内,
在没有其他变量引用时,引用计数为0,
这个对象的内存空间就会自动回收。
这里也并不是修改变量 a 的类型,
因为变量没有类型,只是它指向的对象具有类型,
即对象头部信息的类型标志符。
共享引用
例1:
a = 3
b = a
a 指向对象3,
b = a 赋值操作,
b 也指向3。
可以看出,a和b都引用了同一个对象。
例2:
a = 3
b = a
a = 'spam'
a 重新指向另一个对象。
== 和 is
==
指值相等。is
指地址相等,即指引用相等。
a == b
判断 a 对象的值是否和 b 对象的值相等。通过Value 值来判断。
a is b
判断 a 对象是否就是
对象的数据类型:列表list
赋值相同,引用不同。
例1
lst1 = [1, 2, 3]
lst2 = lst1
lst3 = [1, 2, 3]
print(lst1,id(lst1)) #查看列表、引用地址 Id()函数
print(lst2,id(lst2))
print(lst3,id(lst3))
lst2[0] = 10
print()
print(lst1,id(lst1)) #查看列表、引用地址 Id()函数
print(lst2,id(lst2))
print(lst3,id(lst3))
输出结果
[1, 2, 3] 4434387024
[1, 2, 3] 4434387024
[1, 2, 3] 4478611696
[10, 2, 3] 4434387024
[10, 2, 3] 4434387024
[1, 2, 3] 4478611696
例2
lst1 = [1, 2, 3]
lst2 = lst1
lst3 = [1, 2, 3]
print(lst1 == lst2)
print(lst1 is lst2)
print(lst1 == lst3)
print(lst1 is lst3)
输出结果
True
True
True
False
总结:
lst1 和 lst2 指向同一个对象。
lst1 和 lst3 不指向同一个对象(Id不同),lst3 指向另一对象,
两个对象只是值(value)相等(==)。
对象的数据类型:整数int。
赋值相同,则引用相同。
a = 9
b = a
c = 9
print(a,id(a))
print(b,id(b))
print(c,id(c))
print()
print(a == b)
print(a is b)
print(a == c)
print(a is c)
输出结果
9 4393189392
9 4393189392
9 4393189392
True
True
True
True
a、b、c 指向 同一个对象。
因为小的整数 和 字符串 被缓存 并复用,
所以 is
a = 1
a = 'python'
这里的 1 并没有被直接回收,虽然它的计数减一,但是在系统代码中却被大量引用。
查看引用计数如下 :
import sys
print(sys.getrefcount(1))
输出结果:
717
变量是一个系统表的元素,拥有指向对象的连接的空间。
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。
引用是自动形成的从变量到对象的指针。
赋值、浅拷贝、深拷贝
python中的变量,赋值等详细解析
可以说 Python 没有赋值,只有引用。
Python 没有「变量」,我们平时所说的变量其实只是「标签」,是引用。
values = [0, 1, 2]
values = [3, 4, 5]
values[1] = values
values = [0, 1, 2]
Python 做的事情是首先创建一个列表对象 [0, 1, 2],然后给它贴上名为 values 的标签。
values = [3, 4, 5]
创建另一个列表对象 [3, 4, 5],然后把刚才那张名为 values 的标签从前面的 [0, 1, 2] 对象上撕下来,重新贴到 [3, 4, 5] 这个对象上。
至始至终,并没有一个叫做 values 的列表对象容器存在。
Python 也没有把任何对象的值复制进 values 去。
过程如图所示:
values[1] = values
把 values 这个标签所引用的列表对象的第二个元素指向 values 所引用的列表对象本身。
执行完毕后,values 标签还是指向原来那个对象,只不过那个对象的结构发生了变化,
从之前的列表 [0, 1, 2] 变成了 [0, ?, 2],而这个 ? 则是指向那个对象本身的一个引用。
如图所示:
得到 [0, [0, 1, 2], 2] 这个对象,
你不能直接将 values[1] 指向 values 引用的对象本身,
而是需要吧 [0, 1, 2] 这个对象「复制」一遍,得到一个新对象,
再将 values[1] 指向这个复制后的对象。
Python 里面复制对象的操作因对象类型而异,复制列表 values 的操作是:
values[:] #生成对象的拷贝或者是复制序列,不再是引用和共享变量,但此法只能顶层复制
values[1] = values[:]
先 dereference 得到 values 所指向的对象 [0, 1, 2],然后执行 [0, 1, 2][:] 复制操作得到一个新的对象,内容也是 [0, 1, 2],
然后将 values 所指向的列表对象的第二个元素,指向这个复制二来的列表对象,最终 values 指向的对象是 [0, [0, 1, 2], 2]。
过程如图所示:
values[:] 复制操作是所谓的「浅复制」(shallow copy),
当列表对象有嵌套的时候也会产生出乎意料的错误。
a = [0, [1, 2], 3]
b = a[:]
a[0] = 8
a[1][1] = 9
a 为 [8, [1, 9], 3],
b 为 [0, [1, 9], 3]。
b 的第二个元素也被改变了。想想是为什么?
正确的复制嵌套元素的方法是进行「深复制」(deep copy)
import copy
a = [0, [1, 2], 3]
b = copy.deepcopy(a)
a[0] = 8
a[1][1] = 9
引用 VS 拷贝:
没有限制条件的分片表达式(L[:])能够复制序列,但此法只能浅层复制。
字典 copy 方法,D.copy() 能够复制字典,但此法只能浅层复制。
有些内置函数,例如 list,能够生成拷贝 list(L)。
copy 标准库模块能够生成完整拷贝:deepcopy 本质上是递归 copy。
对于不可变对象和可变对象来说,
浅复制都是复制的引用。
只是因为复制不变对象和复制不变对象的引用是等效的
(因为对象不可变,当改变时,会新建对象重新赋值)。
看起来浅复制只复制不可变对象(整数,实数,字符串等),
对于可变对象,
浅复制其实是创建了一个对于该对象的引用,
也就是说只是给同一个对象贴上了另一个标签而已。
遗漏待补充:
可变对象与不可变对象
Python的对象分成两类:可变对象和不可变对象。
可变对象是指,对象的内容是可变的,一般是指引用类型。
不可变的对象,表示其内容不可变。对于tuple中的可变对象也是可以改变的。
可变对象 :list, dict, set
不可变对象 :int, float, complex, str,bool, tuple, frozenset
Python中的赋值语句,
不会创建对象的拷贝,仅是将名称绑定至一个对象。
对于不可变对象,通常没什么差别。
不可变对象 :int, float, complex, str,bool, tuple, frozenset
但处理可变对象或可变对象的集合时,
可能需要创建这些对象的 “真实拷贝”,
在修改创建的拷贝时,不改变原始的对象。
可变对象 :list, dict, set