# 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` | 代码 | 图示 | | :---: | :---: | | a = 1 |  | * 将变量 `a` 赋值为 `2` | 代码 | 图示 | | :---: | :---: | | a = 2 |  | * 定义一个整数变量 `b`，并且将变量 `a` 的值赋值给 `b` | 代码 | 图示 | | :---: | :---: | | b = a |  | > 变量 `b` 是第 2 个贴在数字 `2` 上的标签 ### 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 ```python def test(num): print("-" * 50) print("%d 在函数内的内存地址是 %x" % (num, id(num))) result = 100 print("返回值 %d 在内存中的地址是 %x" % (result, id(result))) print("-" * 50) return result a = 10 print("调用函数前 内存地址是 %x" % id(a)) r = test(a) print("调用函数后 实参内存地址是 %x" % id(a)) print("调用函数后 返回值内存地址是 %x" % 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` ```python a = 1 a = "hello" a = [1, 2, 3] a = [3, 2, 1] ``` ```python 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：字典的 `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 ## 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** ```python def demo1(): num = 10 print(num) num = 20 print("修改后 %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 ```python # 定义一个全局变量 num = 10 def demo1(): print(num) def demo2(): print(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 ```python 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 ```python 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") ``` #### 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** ```python 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，所以程序会报错！ **代码结构示意图如下**  #### 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