Python 中的变量本质上是对对象的引用(reference), 而不是存储对象本身。 变量保存字符串和整数值。 在交互式环境中输入以下代码:
spam = 42
cheese = spam
spam =100
spam
100
cheese
42
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:
spam = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
cheese = spam
cheese[1] = 'Hello!'
spam
[0, 'Hello!', 2, 3, 4, 5]
cheese
[0, 'Hello!', 2, 3, 4, 5]
这可能让人感到奇怪。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,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。
记住,变量就像包含着值的盒子。本章前面的图显示列表在盒子中,
这并不准确,因为列表变量实际上没有包含列表,
而是包含了对列表的“引用”(这些引用包含一些 ID
数字,
Python 在内部使用这些 ID
,但是可以忽略)。利用盒子作为变量的隐喻,
下图展示了列表被赋给 spam
变量时发生的情形。
spam = [0, 1,2,3, 4,5]
保存了对列表的引用,而非实际列表。
在下图中, 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。
请注意,两个引用都指向同一个列表。
spam = cheese
复制了引用,而非列表。
当改变 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,如图所示。
cheese[l] ='Hello!'
修改了两个变量指向的列表。
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。
def eggs(someParameter):
someParameter.append('Hello')
spam = [1, 2,3]
eggs(spam)
print(spam)
[1, 2, 3, 'Hello']
请注意,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']
[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()
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,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:
import copy
spam = [ 'A', 'B', 'C', 'D']
cheese = copy.copy(spam)
cheese[1] = 42
spam
['A', 'B', 'C', 'D']
cheese
['A', 42, 'C', 'D']
现在 spam
和 cheese
变量指向独立的列表,
这就是为什么当将42赋给下标7时,
只有 cheese
中的列表被改变。
在图中可以看到,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。
cheese = copy.copy(spam)
创建了第二个列表,能独立于第一个列表修改。
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。
小结
列表是有用的数据类型,可让写代码处理一组可以修改的值,同时仅用一个变量。 在后面的章节中,会看到一些程序利用列表来完成工作。 没有列表,这些工作很困难,甚至不可能完成。
列表是可变的,这意味着它们的内容可以改变。元组和字符串虽然在某些方面像列表,
却是不可变的,不能被修改。包含一个元组或字符串的变量,
可以被一个新的元组或字符串覆写,但这和现场修改原来的值不是一回事,
不像 append()
和 remove()
方法在列表上的效果。
变量不直接保存列表值,它们保存对列表的“引用”。在复制变量或将列表作为函数调用的参数时,
这一点很重要。因为被复制的只是列表引用,所以要注意,
对该列表的所有改动都可能影响到程序中的其他变量。如果需要对一个变量中的列表修改,
同时不修改原来的列表,就可以用 copy()
或 deepcopy()
。