如何理解Python變量?如何查看變量的內(nèi)存地址？

在系統(tǒng)地學習完python后回過頭來看python變量，小編又有了不一樣的感悟。今天我們再次從更底層的角度來看python變量，從內(nèi)存地址來分析python變量的行為?？纯茨懿荒艿玫揭恍└幸饬x的知識。

一、Python變量

在大多數(shù)語言中，為一個值起一個名字時，把這種行為稱為“給變量賦值”或“把值存儲在變量中”。不過，Python與許多其它計算機語言的有所不同，它并不是把值存儲在變量中，而像是把名字“貼”在值的上邊（專業(yè)一點說法是將名字綁定了對象）。所以，有些Python程序員會說Python沒有變量，只有名字，通過名字找到它代表的值。

 Python中的變量，與其它開發(fā)語言（如C語言）的不同：

在C語言中，變量類似于一個“容器”，賦給它的值，裝在容器中：

定義一個變量 int a = 1;

給變量a重新賦值 a = 2;

把變量a賦值給另外一個變量b ，int b = a;

會重新創(chuàng)建一個變量b（容器），將a中的內(nèi)容復制粘貼至b中。

在python中，變量類似于名字標簽“貼”在值上面，通過名字找到它代表的值。

定義一個變量 a = 1

給變量a重新賦值 a = 2

把變量a賦值給另外一個變量b， b = a

創(chuàng)建新的便利貼b，與a同時貼到值上

為了對python中變量的這種情況加深認識，下面適度展開介紹。

1.1 第一點

先說明第一點：變量的實現(xiàn)方式有：引用語義、值語義

python語言中變量的實現(xiàn)方式就是引用語義，在變量里面保存的是值（對象）的引用（值所在處內(nèi)存空間的地址）。采用這種方式，變量所需的存儲空間大小一致，因為其中只需要保存一個引用。而有些語言（例如c）采用的不是這種方式，它們把變量直接保存在變量的存儲區(qū)里，這種方式就稱為值語義。這樣的話，一個整數(shù)類型的變量就需要保存一個整數(shù)所需要的空間（例如c語言中int類型占用4個字節(jié)大小）。

python中變量與對象的引用關系類似于c語言的指針變量與指向地址之間的關系。

在python的數(shù)據(jù)結構中，對象分為可變對象和不可變對象?；緮?shù)據(jù)類型如int、float，元祖tuple、str是不可變對象；list（列表）、dict（字典）、set（集合）是可變對象，可變對象存儲的元素的引用其實是沒有改變的，改變的是其引用指向的值。

采用引用語義存儲的只是一個變量的值所在的內(nèi)存地址，而不是這個變量的值本身。

1.2 第二點

現(xiàn)在說明第二點：Python中的變量、對象、引用三者之間的關系。

在Python里一切皆對象。Python中，對象具有三要素：標識(identity)、類型(type)、值(value)。

☆標識(identity)：

用于唯一標識對象，通常對應對象在計算機內(nèi)存中的地址。使用內(nèi)置函數(shù)id(obj)返回對象唯一標識。

☆類型(type)：

類型可以限制對象的取值范圍和可執(zhí)行的操作。使用內(nèi)置函數(shù)type(obj)返回對象所屬類型。

對象中含有標準的頭部信息：類型標識符。標識對象類型，表示對象存儲的數(shù)據(jù)的類型。

每一個對象都有兩個標準的頭部信息：

1.類型標識符，去標識對象的（數(shù)據(jù)）類型；

2.引用計數(shù)器，記錄當前對象的引用的數(shù)目。

（回收機制：變量的引用計數(shù)器為0，自動清理。 ※ 較小整數(shù)型對象有緩存機制。）

☆值(value)：

表示對象存儲的數(shù)據(jù)的信息。使用內(nèi)置函數(shù)print(obj)可以直接打印值。

Python中，變量用來指向任意的對象，是對象的引用。Python變量更像是指針（或者說Python變量更像“貼簽”），而不是數(shù)據(jù)存儲區(qū)域（而不是數(shù)據(jù)“容器”）。

Python 中的變量不是裝有對象的“容器”，而是貼在對象上的“標簽”——給一個變量賦值，把這個標簽貼到一個對象上，重新賦值，是撕下標簽貼到另一個對象上。

在python中，變量保存的是對象(值)的引用，采用這種方式，變量的每一次初始化，都開辟了一個新的空間，將新內(nèi)容的地址賦值給變量。id()函數(shù)可以獲取變量在內(nèi)存中的地址。我們把不同的值賦給變量時候，地址發(fā)生變化，相同的值地址不發(fā)生變化。下面給出示例：

【順便提示：id()的值不是固定不變的——此值系統(tǒng)為對象分配的內(nèi)存地址，在你練習時顯示的不同值是正常的?！?/p>

下面是字符串的示例：

在Python中，值可以放在內(nèi)存的某個位置（地址），變量用于引用它們，給變量賦一個新值，原值不會被新值覆蓋，變量只是引用了新值。順便說明，Python的垃圾回收機制會自動清理不再被用到的值，所以不用擔心計算機內(nèi)存中充滿被“丟棄”的無效的值。

1.3 第三點

現(xiàn)在說明第三點：可變(mutable) 類型對象、不可變(immutable) 類型對象

可變類型對象，指對象可以在其 id() 保持固定的情況下改變其取值。

不可變類型對象，指具有固定值的對象。不可變對象包括數(shù)字（numbers）、字符串（strings）和元組（tuples）。這樣的對象不能被改變。如果必須存儲一個不同的值，則必須創(chuàng)建新的對象。不可變對象不允許對自身內(nèi)容進行修改。如果我們對一個不可變對象進行賦值，實際上是生成一個新對象，再讓變量指向這個對象。哪怕這個對象簡單到只是數(shù)字 0 和 1。

由于 Python 中的變量存放的是對象引用，所以對于不可變對象而言，盡管對象本身不可變，但變量的對象引用是可變的。運用這樣的機制，有時候會讓人產(chǎn)生糊涂，似乎可變對象變化了。如下面的代碼：

i = 73 

i += 2

不可變的對象的特征沒有變，依然是不可變對象，變的只是創(chuàng)建了新對象，改變了變量的對象引用。參見下圖：

?

對于可變對象，其對象的內(nèi)容是可以變化的。當對象的內(nèi)容發(fā)生變化時，變量的對象引用是不會變化的。如下面的例子。

m=[5,9] 

m+=[6]

參見下圖：

?

二、總結

Python變量指的是名字綁定了對象（綁定就是將一個對象與一個名字聯(lián)系起來）。

綁定時，變量就是名字。

使用時，變量代表對象的引用。

變量改變的只有綁定關系。

深入學習：

https://docs.python.org/zh-cn/3.9/reference/datamodel.html#objects-values-and-types

補充說明：

對復雜的數(shù)據(jù)類型（列表、集合、字典），如果添加某一項元素，或者添加幾個元素，不會改變其本身的地址，只會改變其內(nèi)部元素的地址引用，但是如果對其重新賦值時，就會重新賦予地址覆蓋就地址，這時地址就會發(fā)生改變。示例代碼如下：

list_ = [1,2,3,4]
print(list_, id(list_))
list_.append(5)
print(list_, id(list_))
#如上代碼，因為append前后的list_仍然是同一個對象，只是對象的值發(fā)了改變，所以地址不變。
 
#再如下面的代碼
print(list_, id(list_), id(list_[1]))#打印列表、列表的地址、第二個元素的地址
list_[1] = 'aaa'   #修改列表
print(list_, id(list_), id(list_[1]))#打印列表、列表的地址、第二個元素的地址
#不難發(fā)發(fā)現(xiàn)：列表變了、列表的地址沒有變、列表內(nèi)部元素變了、列表內(nèi)部元素的地址變了

測試運行如下圖所示：

到此這篇Python變量的進階分析就介紹到這了,更多Python學習內(nèi)容請搜索W3Cschool以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章。