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

• 在 python 中 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

在 python 中

• 变量 和 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地址

• 变量 中记录数据的地址，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，当给一个变量赋值时，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

在 python 中，变量的名字类似于 便签纸 贴在 数据 上

• 定义一个整数变量 a ，并且赋值为 1

 

 • 将变量 a 赋值为 2

 

 • 定义一个整数变量 b，并且将变量 a 的值赋值给 b

 

 变量b是第二个贴在数字2上的标签

1.3 函数的参数和返回值的传递

def test(num):
    print("在函数内部%d对应的内存是%d" %(num,id(num)) )
    # 1.定义一个字符串变量
    result = "hello"
    print("函数要返回数据的内存地址是%d" % id(result))

    # 2.将字符串变量返回
    return result
# 1.定义一个数字的变量
a = 10
print("a变量保存数据的内存地址是%d" % id(a))

# 2.调用 test 函数,本质上传递的是实参保存数据的引用，而不是实参保存的数据
# 注意：如果函数有返回值，但是没有定义变量接收，程序不会报错，但是无法获得返回结果
r=test(a)
print("%s的内存地址是%d" %(r,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 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 不在 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叫做参数

　　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(也叫指纹)

　　相同的内容 得到 相同的结果

　　不同的内容 得到 不同的结果

• 在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必须时不可变类型

　　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，但是各用个的不会产生影响

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('修改前num=%d' % num)
    num = 20
    print("修改后num=%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 被创建到 被系统回收 的过程

• 局部变量在 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

# 全局变量
num = 10

def demo1():
    print("demo1 ==> %d" % num)

def demo2():
    print("demo2 ==> %d" % 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（没有定义在某一函数内），所有函数 内部 都可以使用这个变量

提示：在其他开发语言中，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
    # 只是定义一个局部变量，不会修改到全局变量，只是变量名称相同而已
    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，所以程序执行到这里会报错！

代码结构示意图如下：

 

 4）全局变量命名建议

• 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，有些公司会有一些还发要求，例如：

• 全局变量名前应该增加 g_ 或者 gl_ 的前缀

提示：具体要求格式，各公司要求可能会有差异