深入探究Python中变量的拷贝和作用域问题
在 python 中赋值语句总是建立对象的引用值,而不是复制对象。因此,python 变量更像是指针,而不是数据存储区域,
这点和大多数 OO 语言类似吧,比如 C++、java 等 ~
1、先来看个问题吧:
在Python中,令values=[0,1,2];values[1]=values,为何结果是[0,[...],2]?
>>> values = [0, 1, 2] >>> values[1] = values >>> values [0, [...], 2]
我预想应当是
[0, [0, 1, 2], 2]
但结果却为何要赋值无限次?
可以说 Python 没有赋值,只有引用。你这样相当于创建了一个引用自身的结构,所以导致了无限循环。为了理解这个问题,有个基本概念需要搞清楚。
Python 没有「变量」,我们平时所说的变量其实只是「标签」,是引用。
执行
values = [0, 1, 2]
的时候,Python 做的事情是首先创建一个列表对象 [0, 1, 2],然后给它贴上名为 values 的标签。如果随后又执行
values = [3, 4, 5]
的话,Python 做的事情是创建另一个列表对象 [3, 4, 5],然后把刚才那张名为 values 的标签从前面的 [0, 1, 2] 对象上撕下来,重新贴到 [3, 4, 5] 这个对象上。
至始至终,并没有一个叫做 values 的列表对象容器存在,Python 也没有把任何对象的值复制进 values 去。过程如图所示:
执行
values[1] = values
的时候,Python 做的事情则是把 values 这个标签所引用的列表对象的第二个元素指向 values 所引用的列表对象本身。执行完毕后,values 标签还是指向原来那个对象,只不过那个对象的结构发生了变化,从之前的列表 [0, 1, 2] 变成了 [0, ?, 2],而这个 ? 则是指向那个对象本身的一个引用。如图所示:
要达到你所需要的效果,即得到 [0, [0, 1, 2], 2] 这个对象,你不能直接将 values[1] 指向 values 引用的对象本身,而是需要吧 [0, 1, 2] 这个对象「复制」一遍,得到一个新对象,再将 values[1] 指向这个复制后的对象。Python 里面复制对象的操作因对象类型而异,复制列表 values 的操作是
values[:] #生成对象的拷贝或者是复制序列,不再是引用和共享变量,但此法只能顶层复制
所以你需要执行
values[1] = values[:]
Python 做的事情是,先 dereference 得到 values 所指向的对象 [0, 1, 2],然后执行 [0, 1, 2][:] 复制操作得到一个新的对象,内容也是 [0, 1, 2],然后将 values 所指向的列表对象的第二个元素指向这个复制二来的列表对象,最终 values 指向的对象是 [0, [0, 1, 2], 2]。过程如图所示:
往更深处说,values[:] 复制操作是所谓的「浅复制」(shallow copy),当列表对象有嵌套的时候也会产生出乎意料的错误,比如
a = [0, [1, 2], 3] b = a[:] a[0] = 8 a[1][1] = 9
问:此时 a 和 b 分别是多少?
正确答案是 a 为 [8, [1, 9], 3],b 为 [0, [1, 9], 3]。发现没?b 的第二个元素也被改变了。想想是为什么?不明白的话看下图
正确的复制嵌套元素的方法是进行「深复制」(deep copy),方法是
import copy a = [0, [1, 2], 3] b = copy.deepcopy(a) a[0] = 8 a[1][1] = 9
2、引用 VS 拷贝:
(1)没有限制条件的分片表达式(L[:])能够复制序列,但此法只能浅层复制。
(2)字典 copy 方法,D.copy() 能够复制字典,但此法只能浅层复制
(3)有些内置函数,例如 list,能够生成拷贝 list(L)
(4)copy 标准库模块能够生成完整拷贝:deepcopy 本质上是递归 copy
(5)对于不可变对象和可变对象来说,浅复制都是复制的引用,只是因为复制不变对象和复制不变对象的引用是等效的(因为对象不可变,当改变时会新建对象重新赋值)。所以看起来浅复制只复制不可变对象(整数,实数,字符串等),对于可变对象,浅复制其实是创建了一个对于该对象的引用,也就是说只是给同一个对象贴上了另一个标签而已。
L = [1, 2, 3] D = {'a':1, 'b':2} A = L[:] B = D.copy() print "L, D" print L, D print "A, B" print A, B print "--------------------" A[1] = 'NI' B['c'] = 'spam' print "L, D" print L, D print "A, B" print A, B L, D [1, 2, 3] {'a': 1, 'b': 2} A, B [1, 2, 3] {'a': 1, 'b': 2} -------------------- L, D [1, 2, 3] {'a': 1, 'b': 2} A, B [1, 'NI', 3] {'a': 1, 'c': 'spam', 'b': 2}
3、增强赋值以及共享引用:
x = x + y,x 出现两次,必须执行两次,性能不好,合并必须新建对象 x,然后复制两个列表合并
属于复制/拷贝
x += y,x 只出现一次,也只会计算一次,性能好,不生成新对象,只在内存块末尾增加元素。
当 x、y 为list时, += 会自动调用 extend 方法进行合并运算,in-place change。
属于共享引用
L = [1, 2] M = L L = L + [3, 4] print L, M print "-------------------" L = [1, 2] M = L L += [3, 4] print L, M [1, 2, 3, 4] [1, 2] ------------------- [1, 2, 3, 4] [1, 2, 3, 4]
4、python 从2.x 到3.x,语句变函数引发的变量作用域问题
先看段代码:
def test(): a = False exec ("a = True") print ("a = ", a) test() b = False exec ("b = True") print ("b = ", b)
在 python 2.x 和 3.x 下 你会发现他们的结果不一样:
2.x: a = True b = True 3.x: a = False b = True
这是为什么呢?
因为 3.x 中 exec 由语句变成函数了,而在函数中变量默认都是局部的,也就是说
你所见到的两个 a,是两个不同的变量,分别处于不同的命名空间中,而不会冲突。
具体参考 《learning python》P331-P332
知道原因了,我们可以这么改改:
def test(): a = False ldict = locals() exec("a=True",globals(),ldict) a = ldict['a'] print(a) test() b = False exec("b = True", globals()) print("b = ", b)
这个问题在 stackoverflow 上已经有人问了,而且 python 官方也有人报了 bug。。。
具体链接在下面:
http://stackoverflow.com/questions/7668724/variables-declared-in-execed-code-dont-become-local-in-python-3-documentatio
http://bugs.python.org/issue4831
http://stackoverflow.com/questions/1463306/how-does-exec-work-with-locals

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PHP主要是過程式編程,但也支持面向對象編程(OOP);Python支持多種範式,包括OOP、函數式和過程式編程。 PHP適合web開發,Python適用於多種應用,如數據分析和機器學習。

PHP適合網頁開發和快速原型開發,Python適用於數據科學和機器學習。 1.PHP用於動態網頁開發,語法簡單,適合快速開發。 2.Python語法簡潔,適用於多領域,庫生態系統強大。

Python更適合初學者,學習曲線平緩,語法簡潔;JavaScript適合前端開發,學習曲線較陡,語法靈活。 1.Python語法直觀,適用於數據科學和後端開發。 2.JavaScript靈活,廣泛用於前端和服務器端編程。

VS Code可以在Windows 8上運行,但體驗可能不佳。首先確保系統已更新到最新補丁,然後下載與系統架構匹配的VS Code安裝包,按照提示安裝。安裝後,注意某些擴展程序可能與Windows 8不兼容,需要尋找替代擴展或在虛擬機中使用更新的Windows系統。安裝必要的擴展,檢查是否正常工作。儘管VS Code在Windows 8上可行,但建議升級到更新的Windows系統以獲得更好的開發體驗和安全保障。

PHP起源於1994年,由RasmusLerdorf開發,最初用於跟踪網站訪問者,逐漸演變為服務器端腳本語言,廣泛應用於網頁開發。 Python由GuidovanRossum於1980年代末開發,1991年首次發布,強調代碼可讀性和簡潔性,適用於科學計算、數據分析等領域。

在 VS Code 中,可以通過以下步驟在終端運行程序:準備代碼和打開集成終端確保代碼目錄與終端工作目錄一致根據編程語言選擇運行命令(如 Python 的 python your_file_name.py)檢查是否成功運行並解決錯誤利用調試器提升調試效率

VS Code 擴展存在惡意風險,例如隱藏惡意代碼、利用漏洞、偽裝成合法擴展。識別惡意擴展的方法包括:檢查發布者、閱讀評論、檢查代碼、謹慎安裝。安全措施還包括:安全意識、良好習慣、定期更新和殺毒軟件。

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