Python进阶之标识与别名

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前言

在python中，原本一句简简单单的赋值语句，竟然也可以牵扯出复杂的内存空间的关系。

为什么这么说呢？ 快来看看今天对python标识、别名的剖析吧。


变量名不是盒子

“变量名不是盒子，而是标识” 这句话形象的揭露了变量的本质。

举个栗子：

上图中，我们将 a 的列表赋值给变量b，发现 b 的内容也发生了改动。

为什么会这样呢？

虽然我们用 “变量存储着可变的数据” 概括了变量的作用。

但我们不能理解为“变量是个盒子，装着数据”；而是要将其理解为 “存储的数据指向了这个变量名”。

说着有点拗口，看图吧！

  • 所以，a跟b都指向了同一块地址，b 也能看出内部数据被修改的痕迹咯。
  • 为了理解 Python 中的赋值语句，应该始终先读右边。对象在右边创建或获取，在此之后左边的变量才会绑定到对象上，这就像为对象贴上标注。



别名

通过等号赋值，当一个变量赋值给另一个变量后，就可以说有了多个别名。

别名相当于多个标识指向了同一片数据，is 运算符和 id 函数确认了这一点。

从各个别名上对此所绑定的对象上做出的改动，都会互相影响到对方

  • is 运算符比较两个对象的标识；
  • id() 函数返回对象标识的整数表示。



新对象绑定与浅复制

如果是重新定义的对象绑定，就不是同一个标识了。什么意思呢？ 我们可以理解为，使用的是新创建的对象、或者说使用浅复制的对象绑定，就不是同一个标识。

  • my_list3 和 new_list 虽然内容和 my_list1 一样，但是指向的并不是同一片内存地址。



共享传参的后果

Python 唯一支持的参数传递模式是共享传参（call by sharing）

共享传参指函数的各个形式参数获得实参中各个引用的副本。也就是说，函数内部的形参是实参的别名。

这样会导致：函数可能会修改作为参数传入的可变对象，不过无法修改那些对象的标识（即不能把一个对象替换成另一个对象）

  • 发现不可变类型的数据类型定义的值不会发生改变；

  • 而可变的数据类型定义的值经过函数运行后发生改变。


Ps：之所以导致这种情况，是因为整数的+=自增操作符和列表的区别。之前有说过 Python进阶之序列的其他姿势



不要使用可变类型作为参数的默认值

将可变参数当作默认值可能还会导致一系列问题，我们举个栗子看看吧：

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class HauntedBus:
    def __init__(self, passengers=[]):
        self.passengers = passengers

    def pick(self, name):
        self.passengers.append(name)

    def drop(self, name):
        self.passengers.remove(name)

功能很简单，创建一个类，其构造函数默认是一个列表。

功能函数有两个，一个是增加传进去的参数到列表中，另一个是从列表中删除。

一切都如我们想象的那么美好，但实际情况却是这样的：

哈？bus2竟然有两个参数？？明明我们只是添加了一个啊…


让我们看看究竟是什么原因：

这是因为 self.passengers 变成了 passengers 参数默认值的别名。出现这个问题的根源是，默认值在定义函数时计算（通常在加载模块时），因此默认值变成了函数对象的属性。

另一个使用默认值的空列表时，它就不会重新创建一个新列表，而是使用已经创建过的列表进行初始化。

因此，如果默认值是可变对象，而且做出了修改，那么后续的函数调用都会受到影响。


所以，我们知道了，最好不要使用可变参数作为默认初始值，或者保证初始化的列表都是新的空列表。



所以我们应该这么写：

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class NewBus:

    def __init__(self, passengers=None):
        if passengers is None:    # 如果，默认值为空，即不传参数，就生成一个空列表
            self.passengers = []  # 确保了创建的是新的空列表
        else:        
            # passengers = passengers    
            # 这么写会导致“别名”，也就是说，会更改外部传进来的列表（上面有说）
            self.passengers = list(passengers)  # 改为传入一个副本

    def pick(self, name):
        self.passengers.append(name)

    def drop(self, name):
        self.passengers.remove(name)

效果验证




写在最后

我认为在python中，引用的概念是很重要的。弄清楚什么是别名、什么是标识，有利于识破python的“魔法”

okk，此篇就讲到这里了，拜拜！