Python 學習 第四篇:動態類型模型


Python的變量不用聲明,賦值之后就可以直接使用,類型是在運行過程中自動確定的,這就是動態類型模型。該模型把變量和對象設計成兩個不同的實體,對象是存儲數據的地方,對象的類型是由初始值自動決定的,而變量僅僅是對象的引用。變量是通用的,同一個變量名可以引用任何類型的對象。

一,變量、對象和引用

動態類型模型由三部分構成:變量、對象和引用。變量和類型沒有任何關系,類型是對象的,變量只是引用對象而已。例如,a=3,a是變量名,Python自動創建一個內存對象,值是3,變量a自動引用對象。

1,變量

對於一個變量,當第一次給它賦值時,就創建了變量,並把變量關聯到內存對象。之后對變量的賦值,將會改變變量引用的對象。

從技術上來看,變量是指針類型,所謂的數據類型,是指變量引用的對象的類型,類型的概念存在於對象中,而不是變量中。

當變量出現在表達式中時,它會被當前引用的對象所代替,無論這個對象是什么類型。

2,對象

從技術上講,對象是一塊內存空間,存儲頭部和內容。每個對象都有兩個標准的頭部信息:一個類型標志符用於標識對象的類型,一個計數器用於標識被應用的次數。當對用被引用的次數為0時,Python會自動回收該對象占用的內存空間。

3,引用

變量和對象通過引用關聯在一起,在使用變量時,Python自動通過引用獲取或設置對象的值。

二,通用類型分類

Python的核心類型,通常細分為:整數、字符串、元組、列表、字典,也可以按照操作分為整數、序列和映射,也可以按照對象是否支持原處修改,把類型分為可變類型和不可變類型。

1,按照操作分類

  • 整數是不可變的對象,支持算術運算;
  • 集合是無序的,支持集合操作;
  • 字符串、列表和元組是序列,元素的位置是順序的,可以按照偏移對序列進行索引和分片操作;
  • 字典是映射,元素之間沒有順序,但是通過映射來獲取值,而不是通過偏移。

2,按照可變性分類

對象的可變性是指對象是否可以原處修改,原處修改是指對象的內存空間是否可以被修改。

Python的類型從可變性上可以分為兩類:可變類型和不可變類型,

  • 可變類型:列表、字典
  • 不可變類型: 整數,字符串、元組,集合

可變對象可以在原處被修改,不可變對象一旦創建成功,就保持不變。

三,賦值和共享引用

在使用賦值符號(=)時,如果變量對變量“賦值”,產生共享引用,兩個變量引用同一個對象;如果是使用對象對變量賦值,產生的結果是創建新的對象,同時使變量引用新的對象。

例如,把變量賦值給變量時,變量之間存在共享引用,也就是說,多個變量名引用同一個對象,

a=3
b=a

此時,變量a和b同時指向一個對象。變量名賦值給變量名,使得兩個變量引用相同的對象。

當把對象賦值給變量時,並不是替換了原始的對象,而是讓這個變量去引用另一個完全不同的對象。

例如,當變量重新賦值時,a='abc',變量a引用的是另一處內存空間。此時,b是3,而a是abc。

a='abc'

1,共享引用和可原處修改

當共享引用的對象是可變類型時,對可變對象的修改,會反應到共享引用的變量上。

例如,變量l1和l2是共享引用,引用的對象是列表,而列表支持原處修改:

l1=[1,2,3]
l2=l1

當修改變量l1引用的對象的值時,變量l1和l2引用的還是同一個內存空間,l1和l2的值是相同的。

l1[0]=5

2,共享引用和相等

==和is是不同的“相等”比較,前者是指值相等,后者是指對象的同一性(同一個對象)。

例如,a和b既是值相等,也是對象同一的。

a=[1,2]
b=a

例如,a和b是值相等,但是對象不是同一個,這說明,可變類型的常量的緩存是不可復用的。

a=[1,2]
b=[1,2]

例如,x和y既是值相等,也是對象同一的,這說明,不可變類型的常量的緩存是復用的。

x=1
y=1

四,深拷貝和淺拷貝

淺拷貝是指引用的拷貝,深拷貝是指對象的拷貝。在Python中,淺拷貝存在於下面三種情況:

  • 共享引用是淺拷貝,兩個變量引用同一個對象。
  • 由於Python會復用不可變對象,因此,不可變對象的賦值都是淺拷貝。
  • 賦值生成的是淺拷貝。

深拷貝是指值相同的不同對象,因此,== 運算的結果是True,而 i s運算的結果是False,例如,a和b的值相同,但是引用的對象不同。

a=[1,2]
b=[1,2]

對a進行修改,不會引用b的值,列表的深拷貝,也可以通過list.copy()函數來實現。

>>> a=[1,2]
>>> b=a.copy()
>>> a==b
True
>>> a is b
False 

對於可變類型的深拷貝:

  • 列表類型有:list.copy(),list[:],list(list_var)
  • 字典類型:dict.copy()
  • copy標准庫模塊中
import copy
x=copy.deepcopy(y)

 

參考文檔:


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