變量的存儲(chǔ)

在高級(jí)語(yǔ)言中，變量是對(duì)內(nèi)存及其地址的抽象。

對(duì)于python而言，python的一切變量都是對(duì)象，變量的存儲(chǔ)，采用了引用語(yǔ)義的方式，存儲(chǔ)的只是一個(gè)變量的值所在的內(nèi)存地址，而不是這個(gè)變量的只本身。

引用語(yǔ)義：在python中，變量保存的是對(duì)象(值)的引用，我們稱為引用語(yǔ)義。采用這種方式，變量所需的存儲(chǔ)空間大小一致，因?yàn)樽兞恐皇潜４媪艘粋€(gè)引用。也被稱為對(duì)象語(yǔ)義和指針語(yǔ)義。

值語(yǔ)義：有些語(yǔ)言采用的不是這種方式，它們把變量的值直接保存在變量的存儲(chǔ)區(qū)里，這種方式被我們稱為值語(yǔ)義，例如C語(yǔ)言，采用這種存儲(chǔ)方式，每一個(gè)變量在內(nèi)存中所占的空間就要根據(jù)變量實(shí)際的大小而定，無法固定下來。

由于python中的變量都是采用的引用語(yǔ)義，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，導(dǎo)致了在python中每個(gè)變量中都存儲(chǔ)了這個(gè)變量的地址，而不是值本身；

對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來說，里面的存儲(chǔ)的也只只是每個(gè)元素的地址而已，下面給出基礎(chǔ)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型變量重新賦值的存儲(chǔ)變化：

1.數(shù)據(jù)類型重新初始化對(duì)python語(yǔ)義引用的影響

變量的每一次初始化，都開辟了一個(gè)新的空間，將新內(nèi)容的地址賦值給變量。對(duì)于下圖來說，我們重復(fù)的給str1賦值，其實(shí)在內(nèi)存中的變化如下右圖：

從上圖我們可以看出，str1在重復(fù)的初始化過程中，是因?yàn)閟tr1中存儲(chǔ)的元素地址由'hello world'的地址變成了'new hello world'的。

2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部元素變化重對(duì)python語(yǔ)義引用的影響

對(duì)于復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型來說，改變其內(nèi)部的值對(duì)于變量的影響：

當(dāng)對(duì)列表中的元素進(jìn)行一些增刪改的操作的時(shí)候，是不會(huì)影響到lst1列表本身對(duì)于整個(gè)列表地址的，只會(huì)改變其內(nèi)部元素的地址引用。可是當(dāng)我們對(duì)于一個(gè)列表重新初始化(賦值)的時(shí)候，就給lst1這個(gè)變量重新賦予了一個(gè)地址，覆蓋了原本列表的地址，這個(gè)時(shí)候，lst1列表的內(nèi)存id就發(fā)生了改變。上面這個(gè)道理用在所有復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型中都是一樣的。

變量賦值

1.str的賦值

我們剛剛已經(jīng)知道，str1的再次初始化（賦值）會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存地址的改變，從上圖的結(jié)果我們可以看出修改了str1之后，被賦值的str2從內(nèi)存地址到值都沒有受到影響。

看內(nèi)存中的變化，起始的賦值操作讓str1和str2變量都存儲(chǔ)了‘hello world'所在的地址，重新對(duì)str1初始化，使str1中存儲(chǔ)的地址發(fā)生了改變，指向了新建的值，此時(shí)str2變量存儲(chǔ)的內(nèi)存地址并未改變，所以不受影響。

2.復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的賦值

剛剛我們看了簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型的賦值，現(xiàn)在來看復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化對(duì)應(yīng)內(nèi)存的影響。

上圖對(duì)列表的增加修改操作，沒有改變列表的內(nèi)存地址，lst1和lst2都發(fā)生了變化。

對(duì)照內(nèi)存圖我們不難看出，在列表中添加新值時(shí)，列表中又多存儲(chǔ)了一個(gè)新元素的地址，而列表本身的地址沒有變化，所以lst1和lst2的id均沒有改變并且都被添加了一個(gè)新的元素。

簡(jiǎn)單的比喻一下，我們出去吃飯，lst1和lst2就像是同桌吃飯的兩個(gè)人，兩個(gè)人公用一張桌子，只要桌子不變，桌子上的菜發(fā)生了變化兩個(gè)人是共同感受的。

淺拷貝

首先，我們來了解一下淺拷貝。淺拷貝：不管多么復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，淺拷貝都只會(huì)copy一層。下面就讓我們看一張圖，來了解一下淺淺拷貝的概念。

看上面兩張圖，我們加入左圖表示的是一個(gè)列表

sourcelist，sourcelist = ['str1','str2','str3','str4','str5',['str1','str2','str3','str4','str5']]；

右圖在原有的基礎(chǔ)上多出了一個(gè)淺拷貝的copylist，

copylist = ['str1','str2','str3','str4','str5',['str1','str2','str3','str4','str5']]；

sourcelist和copylist表面上看起來一模一樣，但是實(shí)際上在內(nèi)存中已經(jīng)生成了一個(gè)新列表，copy了sourceLst，獲得了一個(gè)新列表，存儲(chǔ)了5個(gè)字符串和一個(gè)列表所在內(nèi)存的地址。

我們看下面分別對(duì)兩個(gè)列表進(jìn)行的操作，紅色的框框里面是變量初始化，初始化了上面的兩個(gè)列表；我們可以分別對(duì)這兩個(gè)列表進(jìn)行操作，例如插入一個(gè)值，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么呢？如下所示：

從上面的代碼我們可以看出，對(duì)于sourceLst和copyLst列表添加一個(gè)元素，這兩個(gè)列表好像是獨(dú)立的一樣都分別發(fā)生了變化，但是當(dāng)我修改lst的時(shí)候，這兩個(gè)列表都發(fā)生了變化，這是為什么呢？我們就來看一張內(nèi)存中的變化圖：

我們可以知道sourceLst和copyLst列表中都存儲(chǔ)了一坨地址，當(dāng)我們修改了sourceLst1的元素時(shí)，相當(dāng)于用'sourceChange'的地址替換了原來'str1'的地址，所以sourceLst的第一個(gè)元素發(fā)生了變化。而copyLst還是存儲(chǔ)了str1的地址，所以copyLst不會(huì)發(fā)生改變。

當(dāng)sourceLst列表發(fā)生變化，copyLst中存儲(chǔ)的lst內(nèi)存地址沒有改變，所以當(dāng)lst發(fā)生改變的時(shí)候，sourceLst和copyLst兩個(gè)列表就都發(fā)生了改變。

這種情況發(fā)生在字典套字典、列表套字典、字典套列表，列表套列表，以及各種復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的嵌套中，所以當(dāng)我們的數(shù)據(jù)類型很復(fù)雜的時(shí)候，用copy去進(jìn)行淺拷貝就要非常小心。。。

深拷貝

深拷貝——即python的copy模塊提供的另一個(gè)deepcopy方法。深拷貝會(huì)完全復(fù)制原變量相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，在內(nèi)存中生成一套完全一樣的內(nèi)容，在這個(gè)過程中我們對(duì)這兩個(gè)變量中的一個(gè)進(jìn)行任意修改都不會(huì)影響其他變量。下面我們就來試驗(yàn)一下。

看上面的執(zhí)行結(jié)果，這一次我們不管是對(duì)直接對(duì)列表進(jìn)行操作還是對(duì)列表內(nèi)嵌套的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作，都不會(huì)產(chǎn)生拷貝的列表受影響的情況。我們?cè)賮砜纯催@些變量在內(nèi)存中的狀況：

看了上面的內(nèi)容，我們就知道了深拷貝的原理。其實(shí)深拷貝就是在內(nèi)存中重新開辟一塊空間，不管數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，只要遇到可能發(fā)生改變的數(shù)據(jù)類型，就重新開辟一塊內(nèi)存空間把內(nèi)容復(fù)制下來，直到最后一層，不再有復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，就保持其原引用。這樣，不管數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多么的復(fù)雜，數(shù)據(jù)之間的修改都不會(huì)相互影響。這就是深拷貝~~~

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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