【Python 基础】引用

引用

正如你看到的,变量保存字符串和整数值。在交互式环境中输入以下代码:

在这里插入图片描述

你将 42 赋给 spam 变量,然后拷贝 spam 中的值,将它赋给变量 cheese。当稍后将 spam 中的值改变为 100 时,这不会影响 cheese 中的值。这是因为 spam 和 cheese是不同的变量,保存了不同的值。

但列表不是这样的。当你将列表赋给一个变量时,实际上是将列表的“引用”赋给了该变量。引用是一个值,指向某些数据。列表引用是指向一个列表的值。这里有一些代码,让这个概念更容易理解。在交互式环境中输入以下代码:

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这可能让你感到奇怪。代码只改变了 cheese 列表,但似乎 cheese 和 spam 列表同时发生了改变。

当创建列表时,你将对它的引用赋给了变量。但下一行只是将 spam 中的列表引用拷贝到 cheese,而不是列表值本身。这意味着存储在 spam 和 cheese 中的值,现在指向了同一个列表。底下只有一个列表,因为列表本身实际从未复制。所以当你修改 cheese 变量的第一个元素时,也修改了 spam 指向的同一个列表。

变量就像包含着值的盒子。列表变量实际上没有包含列表,而是包含了对列表的“引用”,下图展示了列表被赋给 spam 变量时发生的情形。

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然后,spam 中的引用被复制给 cheese。只有新的引用被创建并保存在 cheese 中,而非新的列表。注意,两个引用都指向同一个列表:

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当你改变 cheese 指向的列表时,spam 指向的列表也发生了改变,因为 cheese和 spam 都指向同一个列表:

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变量包含对列表值的引用,而不是列表值本身。但对于字符串和整数值,变量就包含了字符串或整数值。在变量必须保存可变数据类型的值时,例如列表或字典,Python 就使用引用。对于不可变的数据类型的值,例如字符串、整型或元组,Python变量就保存值本身。

虽然 Python 变量在技术上包含了对列表或字典值的引用,但人们通常随意地说,该变量包含了列表或字典。

传递引用

要理解参数如何传递给函数,引用就特别重要。当函数被调用时,参数的值被复制给变元。对于列表,这意味着变元得到的是引用的拷贝。要看看这导致的后果,请打开一个新的文件编辑器窗口,输入以下代码,并保存为 passingReference.py:

def eggs(someParameter):
	someParameter.append('Hello')
	
spam = [1, 2, 3]
eggs(spam)
print(spam)

注意,当 eggs()被调用时,没有使用返回值来为 spam 赋新值。相反,它直接当场修改了该列表。在运行时,该程序产生输出如下:

[1, 2, 3, 'Hello']

尽管 spam 和 someParameter 包含了不同的引用,但它们都指向相同的列表。这就是为什么函数内的 append(‘Hello’)方法调用在函数调用返回后,仍然会对该列表产生影响。

请记住这种行为:如果忘了 Python 处理列表和字典变量时采用这种方式,可能会导致令人困惑的缺陷。

copy 模块的 copy()和 deepcopy()函数

在处理列表和字典时,尽管传递引用常常是最方便的方法,但如果函数修改了传入的列表或字典,你可能不希望这些变动影响原来的列表或字典。要做到这一点,Python 提供了名为 copy 的模块,其中包含 copy()和 deepcopy()函数。第一个函数copy.copy(),可以用来复制列表或字典这样的可变值,而不只是复制引用。在交互式环境中输入以下代码:

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现在 spam 和 cheese 变量指向独立的列表,这就是为什么当你将 42 赋给下标 7时,只有 cheese 中的列表被改变。在下图可以看到,两个变量的引用 ID 数字不再一样,因为它们指向了独立的列表。

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如果要复制的列表中包含了列表,那就使用 copy.deepcopy()函数来代替。deepcopy()函数将同时复制它们内部的列表。

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