python基础学习（十二）变量进阶

目录

• 1. 变量的引用
  • 1.1 引用的概念
  • 1.2 变量引用 的实例
  • 1.3 函数的参数和返回值的传递
• 2. 可变和不可变类型
  • 哈希 (hash)
• 3. 局部变量和全局变量
  • 3.1 局部变量
    • 局部变量的作用
    • 局部变量的生命周期
  • 3.2 全局变量
    • 1) 在函数中不能直接修改 全局变量的引用
    • 2) 在函数内部修改全局变量的值
    • 3) 全局变量定义的位置
    • 4) 全局变量命名的建议

1. 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的地址
• 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 的实例

• 在 ipython3 中，定义两个变量a、b，并使用 id()函数查看其内存地址。
  

• 如下图，标示出了变量和数据的应用关系：
  

• 编写代码来说明

a = 1

print("a的内存地址是：%d" % id(a))

b = 2

print("b的内存地址是：%d" % id(b))

c = 2
print("c的内存地址是：%d" % id(c))

1.3 函数的参数和返回值的传递

在 Python 中，函数的 实参/返回值 都是是靠 引用 来传递来的，写了小的例子尝试下：

def test(num):

    print("-" * 50)
    print("%d 在函数中的内存地址是 %d" % (num, id(num)))
    
    result = 12
    
    print("返回值 %d 在内存中的地址是 %d" % (result, id(result)))
    print("-" * 50)
    
    return result

n = 100

print("%d在调用之前的内存地址是%d" % (n, id(n)))

r = test(n)

print("调用函数后，实参 %d 的内存地址是 %d" % (n, id(n)))
print("调用函数后，返回值 %d 的内存地址是 %d" % (r, id(r)))

2. 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

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
• 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 必须是不可变类型数据
  • 键值对的 value 可以是任意类型的数据

例子：

3. 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 test1():

    num = 1

    print(num)

    num = 22

    print("修改过后 %d" % num)


def test2():

    num = 30

    print(num)


test1()
test2()

print("结束")

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

num = 10


def test1():

    print(num)


def test2():

    num = 22

    print(num)


test1()
test2()

print(num)

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) 在函数中不能直接修改 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 test1():

    print("test1" + "*" * 50)

    num = 100

    print(num)


def test2():

    print("test2" + "*" * 50)

    print(num)


test1()
test2()

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 test1():

    print("test1" + "*" * 50)

    global num
    num = 100

    print(num)


def test2():

    print("test2" + "*" * 50)

    print(num)


test1()
test2()

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 = 1


def test():

    print(a)
    print(b)
    print(c)


b = 2
test()
c = 3

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！

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

gl_num = 33
gl_name = "zfx"


def test():

    num = 10

    print(num)
    print(gl_name)


test()