python進(jìn)階教程之動態(tài)類型詳解
動態(tài)類型(dynamic typing)是Python另一個重要的核心概念。我們之前說過,Python的變量(variable)不需要聲明,而在賦值時,變量可以重新賦值為任意值。這些都與動態(tài)類型的概念相關(guān)。
動態(tài)類型
在我們接觸的對象中,有一類特殊的對象,是用于存儲數(shù)據(jù)的。常見的該類對象包括各種數(shù)字,字符串,表,詞典。在C語言中,我們稱這樣一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為變量。而在Python中,這些是對象。
對象是儲存在內(nèi)存中的實體。但我們并不能直接接觸到該對象。我們在程序中寫的對象名,只是指向這一對象的引用(reference)。
引用和對象分離,是動態(tài)類型的核心。引用可以隨時指向一個新的對象:
a = 3
a = 'at'
第一個語句中,3是儲存在內(nèi)存中的一個整數(shù)對象。通過賦值,引用a指向?qū)ο?。
第二個語句中,內(nèi)存中建立對象‘a(chǎn)t',是一個字符串(string)。引用a指向了'at'。此時,對象3不再有引用指向它。Python會自動將沒有引用指向的對象銷毀(destruct),釋放相應(yīng)內(nèi)存。
(對于小的整數(shù)和短字符串,Python會緩存這些對象,而不是頻繁的建立和銷毀。)
b = a
a = a + 2
再看這個例子。通過前兩個句子,我們讓a,b指向同一個整數(shù)對象5(b = a的含義是讓引用b指向引用a所指的那一個對象)。但第三個句子實際上對引用a重新賦值,讓a指向一個新的對象7。此時a,b分別指向不同的對象。我們看到,即使是多個引用指向同一個對象,如果一個引用值發(fā)生變化,那么實際上是讓這個引用指向一個新的引用,并不影響其他的引用的指向。從效果上看,就是各個引用各自獨立,互不影響。
其它數(shù)據(jù)對象也是如此:
L1 = [1,2,3]
L2 = L1
L1 = 1
但注意以下情況
L1 = [1,2,3]
L2 = L1
L1[0] = 10
print L2
在該情況下,我們不再對L1這一引用賦值,而是對L1所指向的表的元素賦值。結(jié)果是,L2也同時發(fā)生變化。
原因何在呢?因為L1,L2的指向沒有發(fā)生變化,依然指向那個表。表實際上是包含了多個引用的對象(每個引用是一個元素,比如L1[0],L1[1]..., 每個引用指向一個對象,比如1,2,3), 。而L1[0] = 10這一賦值操作,并不是改變L1的指向,而是對L1[0], 也就是表對象的一部份(一個元素),進(jìn)行操作,所以所有指向該對象的引用都受到影響。
(與之形成對比的是,我們之前的賦值操作都沒有對對象自身發(fā)生作用,只是改變引用指向。)
列表可以通過引用其元素,改變對象自身(in-place change)。這種對象類型,稱為可變數(shù)據(jù)對象(mutable object),詞典也是這樣的數(shù)據(jù)類型。
而像之前的數(shù)字和字符串,不能改變對象本身,只能改變引用的指向,稱為不可變數(shù)據(jù)對象(immutable object)。
我們之前學(xué)的元組(tuple),盡管可以調(diào)用引用元素,但不可以賦值,因此不能改變對象自身,所以也算是immutable object.
從動態(tài)類型看函數(shù)的參數(shù)傳遞
函數(shù)的參數(shù)傳遞,本質(zhì)上傳遞的是引用。比如說:
def f(x):
x = 100
print x
a = 1
f(a)
print a
參數(shù)x是一個新的引用,指向a所指的對象。如果參數(shù)是不可變(immutable)的對象,a和x引用之間相互獨立。對參數(shù)x的操作不會影響引用a。這樣的傳遞類似于C語言中的值傳遞。
如果傳遞的是可變(mutable)的對象,那么改變函數(shù)參數(shù),有可能改變原對象。所有指向原對象的引用都會受影響,編程的時候要對此問題留心。比如說:
def f(x):
x[0] = 100
print x
a = [1,2,3]
f(a)
print a
動態(tài)類型是Python的核心機制之一??梢栽趹?yīng)用中慢慢熟悉。
總結(jié)
引用和對象的分離,對象是內(nèi)存中儲存數(shù)據(jù)的實體,引用指向?qū)ο蟆?/p>
可變對象,不可變對象
函數(shù)值傳遞
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