python变量的引用以及在底层存储原理

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-05-17 10:35 170阅读 0赞

**        Python的变量，粗放来说有数值型，布尔型，字符串类型，列表，元组，字典等6大类。那么不同变量类型在底层是如何存储的，关系到变量的引用，能否正确的掌握变量的相关操作？**

#下面v1,v2的值分别是多少？为什么？
    v1 =3
    v2=v1
    print("v2:",v2)
    v1 += 2
    print("v1:",v1)
    print("v2:",v2)
    
    #下面l2的值又是多少？为什么？
    l1 = [1,2,3]
    l2 =l1
    print(l2)
    l1.append(4)
    print(l2)

### 1.变量的引用的底层原理 ###

v1 =3
    v2=v1            
    print("v2:",v2)
    v1 += 2          
    print("v1:",v1)  
    print("v2:",v2)   #v1的值变化了，为什么v2的值没有跟着变化呢？
    '''
    执行结果如下：
    v1: 5
    v2: 3
    '''
    ==================================
    l1 = [1,2,3]
    l2 =l1
    print(l2)
    l1.append(4)
    print(l2)    #l1的值变化了，但是为什么l2的值也跟着变化了。
    '''
    执行结果如下：
    [1, 2, 3]
    [1, 2, 3, 4]
    '''

**要点分析：**

**1.可变对象和不可变对象：不可变对象包括int，float，string，tuple等。可变对象包括list，dict，自定义类的实例等。  
2.在python中通过= 复制的变量，都是同时即把变量的值，也把变量在内存中的地址复制也过去了。即=复制过的变量不仅内存地址一样，变量的值也一样。但是需要注意的是：对于不可变类型(如int)的变量，如果要更改变量的值，则会创建一个新值，并且给这个新值分配一个新的内存地址，然后把变量指向这个新值的内存地址上，而旧值如果没有被引用就等待垃圾回收。如果是可变类型变量。如果修改变量的值，则可以直接修改变量的值，变量的引用地址不会变。**

*  **不可变类型：**变量赋值 **a=5** 后再赋值 **a=10**，这里实际是新生成一个 int 值对象 10，再让 a 指向它，而 5 被丢弃，不是改变a的值，相当于新生成了a。
 *  **可变类型：**变量赋值 **la=\[1,2,3,4\]** 后再赋值 **la\[2\]=5** 则是将 list la 的第三个元素值更改，本身la没有动，只是其内部的一部分值被修改了。

**  3.本质是因为不可变对象一旦新建后，系统就会根据他的大小给他分配固定死的内存，所以不允许修改，只修改值只能申请新的内存和地址。而可变对象，他的内存大小可以随着值的变化而自动扩容**

### **代码分析演示：** ###

**因为变量在内存中新建时，系统都会给他分配一个地址，然后通过地址去查找或引用他的值。  Python的所有变量其实都是指向内存中的对象的一个指针，都是值的引用**

代码演示1：
    v1 =3
    v2=v1
    print("v1在内存的地址：%d,v2在内存中地址:%d"%(id(v1),id(v2)))
    v1 += 2
    print("v1在内存的地址：%d,v2在内存中地址:%d"%(id(v1),id(v2)))
    print("v1:",v1)
    print("v2:",v2)
    ========================================================
    v1在内存的地址：1747378992,v2在内存中地址:1747378992
    v1在内存的地址：1747379024,v2在内存中地址:1747378992
    v1: 5
    v2: 3
    '''
    因为：v1,v2都是int,为不可变对象，所以一旦修改他们的值，包扣加减乘除赋值等操作，系统会在内存中给他们重新创建一个。
    然后再把这个变量绑定（通过地址引用）到这个值上，所以v1 +=2后，他在内存中的地址变了。而v2依旧引用的是之前的地址，所以v2的值
    没有更新。
    
    '''
    代码演示2：
    l1 = [1,2,3]
    l2 =l1
    print("l1在内存的地址：%d,l2在内存中地址:%d"%(id(l1),id(l2)))
    print(l2)
    print("l1在内存的地址：%d,l2在内存中地址:%d"%(id(l1),id(l2)))
    l1.append(4)
    print(l2)
    print("l1在内存的地址：%d"%(id(l1)))
    =======================================================
    l1在内存的地址：37345880,l2在内存中地址:37345880
    [1, 2, 3]
    l1在内存的地址：37345880,l2在内存中地址:37345880
    [1, 2, 3, 4]
    l1在内存的地址：37345880
    
    
    对于可变对象如列表，l1,l2，当修改他们的值时，系统会自动在原地址上给他们扩容内存，所以不用修改地址。
    =======================================================
    
    代码演示3：同理字符串等不可变的变量引用效果也一样。
    str1 ='hahhahah'
    str2 = str1
    str1 += "123"
    print(str1,str2)
    =======================================================
    hahhahah123 hahhahah

### 3.变量的分类 ###

**可变类型与不可变类型**

可变类型，值可以改变：

*  列表 list
 *  字典 dict

不可变类型，值不可以改变：

*  数值类型 int, long, bool, float
 *  字符串 str
 *  元组 tuple

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