從內(nèi)存管理的角度看，Python語言的變量和參數(shù)傳遞情況圖解
概述
從內(nèi)存管理的角度來看，Python中的變量和參數(shù)傳遞有一些特點(diǎn)：
☆ 變量是對象的引用：在Python中，變量實(shí)際上是對象的引用，而不是對象本身。當(dāng)給一個(gè)變量賦值時(shí)，實(shí)際上是將變量指向了一個(gè)對象。這意味著變量可以指向不同類型的對象，并且可以在程序中隨時(shí)改變指向的對象。
☆ 引用計(jì)數(shù)：Python使用引用計(jì)數(shù)來管理內(nèi)存。每個(gè)對象都有一個(gè)引用計(jì)數(shù)，表示有多少個(gè)變量引用了該對象。當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0時(shí)，對象將被自動(dòng)回收。當(dāng)一個(gè)變量不再引用一個(gè)對象時(shí)，引用計(jì)數(shù)會(huì)減少。當(dāng)引用計(jì)數(shù)為0時(shí)，對象的內(nèi)存將被釋放。
☆ 對象的可變性：Python中的對象分為可變對象和不可變對象?？勺儗ο螅ㄈ缌斜?、字典）的值可以被修改，而不可變對象（如整數(shù)、字符串、元組）的值不能被修改。這意味著如果修改了一個(gè)可變對象，那么所有引用這個(gè)對象的變量都會(huì)受到影響。
☆ 參數(shù)傳遞方式：在Python中，函數(shù)的參數(shù)傳遞是按值調(diào)用（call by value） 來傳遞的（其中的 值 始終是對象的 引用 而不是對象的值）——實(shí)際上，按對象引用調(diào)用（call by object reference）調(diào)用這種說法更好。對于不可變對象（如整數(shù)、字符串、元組），由于它們的值不能被改變，所以函數(shù)內(nèi)部對這些對象的修改實(shí)際上是創(chuàng)建了一個(gè)新的對象。因此，函數(shù)內(nèi)部的修改不會(huì)影響到函數(shù)外部的實(shí)際參數(shù)。對于可變對象（如列表、字典），由于它們的值可以被改變，所以函數(shù)內(nèi)部對這些對象的修改會(huì)直接改變原始對象的值。因此，函數(shù)內(nèi)部的修改會(huì)影響到函數(shù)外部的實(shí)際參數(shù)。
在Python中，id()函數(shù)用于獲取對象的唯一標(biāo)識符（即內(nèi)存地址）。每個(gè)對象（Python語言中，所有的 數(shù)據(jù) 都被稱之為 對象）在內(nèi)存中都有一個(gè)唯一的標(biāo)識符，可以通過id()函數(shù)來獲取。
例如id(8.53)，它會(huì)返回8.53的唯一標(biāo)識符（內(nèi)存地址）。這個(gè)標(biāo)識符是一個(gè)整數(shù)值，用于唯一標(biāo)識該對象在內(nèi)存中的位置，類似如2200635092656，注意，這個(gè)值在不同的運(yùn)行時(shí)環(huán)境中可能會(huì)有所不同，因?yàn)樗Q于內(nèi)存管理和對象分配的具體實(shí)現(xiàn)。Python的內(nèi)存管理和對象分配模型是自動(dòng)的，由Python的內(nèi)存管理器負(fù)責(zé)。
先看下面情況
解釋：在Python中，id()函數(shù)返回對象的內(nèi)存地址，這是每個(gè)對象的唯一標(biāo)識符。
首先，當(dāng)調(diào)用id(21.37)時(shí)，Python創(chuàng)建了一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)對象21.37并返回了它的內(nèi)存地址，即2491682696880。如下圖所示：
然后，創(chuàng)建了一個(gè)變量a并將其賦值為21.37。此時(shí)，Python再次創(chuàng)建了一個(gè)新的浮點(diǎn)數(shù)對象21.37（因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)是不可變的），并將a指向這個(gè)新對象。因此，當(dāng)調(diào)用id(a)時(shí)，它返回的是這個(gè)新對象的內(nèi)存地址，即2491682692176。如下圖所示：
接下來，創(chuàng)建了一個(gè)新的變量b并將其賦值為a。在這種情況下，Python并沒有創(chuàng)建新的對象，而是讓b指向了a所指向的那個(gè)對象。因此，a和b實(shí)際上是指向同一個(gè)對象，所以id(b)返回的也是同一個(gè)內(nèi)存地址2491682692176。如下所示圖：
最后，當(dāng)打印b時(shí)，它顯示的是b所指向的那個(gè)對象的值，即21.37。
提示：Python中變量賦值語句 variable = expression的機(jī)制：
1.計(jì)算表達(dá)式（expression）的值：Python首先會(huì)計(jì)算等號右邊的表達(dá)式的值。
2.創(chuàng)建新對象：Python會(huì)為這個(gè)值創(chuàng)建一個(gè)新的對象。
3.變量（variable）綁定：Python會(huì)將變量名綁定到新創(chuàng)建的對象，或者說變量指向這個(gè)對象。
這是Python變量賦值的基本機(jī)制。需要注意的是，對于某些特定類型的對象——如小整數(shù)（-5到256之間的整數(shù)），和特定短字符串，如比較短的只包含ASCII字符，不包含空格，數(shù)字或者特殊字符的字面量字符串。當(dāng)Python解釋器啟動(dòng)時(shí)，它會(huì)預(yù)先創(chuàng)建并緩存一定范圍內(nèi)的整數(shù)和一些常用的短字符串對象。當(dāng)你在代碼中使用這些值時(shí)，Python并不會(huì)創(chuàng)建新的對象，而是直接引用已經(jīng)存在的對象。這就是所謂的"interning"機(jī)制。這種機(jī)制可以提高Python的運(yùn)行效率，因?yàn)閷τ谶@些常用的小整數(shù)和短字符串，Python可以避免反復(fù)創(chuàng)建和銷毀對象，從而節(jié)省內(nèi)存和CPU資源。
再看如下情況：
解釋：在Python中，小整數(shù)對象（通常是-5到256之間的整數(shù)）是預(yù)先創(chuàng)建并重復(fù)使用的。這是為了優(yōu)化內(nèi)存使用和性能，因?yàn)檫@些小整數(shù)在大多數(shù)Python程序中都會(huì)頻繁使用。所以當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)變量a并賦值為2，然后創(chuàng)建一個(gè)變量b并賦值為2，它們實(shí)際上都是指向同一個(gè)內(nèi)存對象。
對于大整數(shù)（通常是大于256的整數(shù)），Python會(huì)為每個(gè)新的整數(shù)創(chuàng)建一個(gè)新的對象。所以當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)變量a并賦值為1500，然后創(chuàng)建一個(gè)變量b并賦值為1500，它們實(shí)際上是指向兩個(gè)不同的內(nèi)存對象。這就是為什么id(a)和id(b)返回不同的值。參見下圖：
Python語言的變量和賦值情況
Python語言中，所有的 數(shù)據(jù) 都被稱之為 對象。
每個(gè)整數(shù)、小數(shù)、字符串，后面要學(xué)的 字典、元組、列表 等， 都是對象。
編程語言為了方便操作數(shù)據(jù)對象，也需要給對象起一個(gè)名字，稱之為 變量名 ， 有時(shí)也簡稱 變量。
Python中的變量，就是 對象的名稱。
Python中，名稱 用于指代對象。 名稱是通過名稱綁定操作來引入的。
【見官方文檔 命名與綁定
https://docs.python.org/zh-cn/3/reference/executionmodel.html#naming-and-binding
提示：在Python的官方文檔中更多地使用了“名稱”（name）這個(gè)術(shù)語來。但是在實(shí)際的編碼和交流中，人們也常常使用“變量”（variable）這個(gè)術(shù)語來描述Python中的名稱?！?/p>
Python 是一門動(dòng)態(tài)類型的語言，所以我們無須預(yù)先聲明變量類型，直接對變量賦值即可。
可以使用賦值語句來創(chuàng)建變量并使其引用一個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)變量表示存儲(chǔ)器中的某個(gè)值時(shí)，也稱這個(gè)變量引用（reference）了這個(gè)值。
賦值語句的基本格式是：
variable = expression
等號（=）稱為賦值運(yùn)算符（assignment operator）。在這個(gè)基本格式中，variable 是變量名，expression 是一個(gè)值，或者能夠產(chǎn)生一個(gè)值的代碼。賦值語句執(zhí)行結(jié)束后，位于等號左邊的變量將引用位于等號右邊的值。
提示：在給變量賦值之前是不能使用變量的。如果在變量被賦值之前就對它進(jìn)行某種操作，如打印它，將導(dǎo)致一個(gè)錯(cuò)誤。
【注意： Python 語言中的變量與大多數(shù)其他編程語言中的變量的工作方式不同。在大多數(shù)編程語言中，變量是保存值的內(nèi)存位置。在這些編程語言中，當(dāng)給變量賦值時(shí)，該值保存在變量的內(nèi)存位置。而在 Python 語言中，變量是一個(gè)內(nèi)存位置，它保存另一個(gè)內(nèi)存位置的地址。將值賦給 Python 變量時(shí)，該值將存儲(chǔ)在與該變量分離的內(nèi)存位置。變量保存的是保存值的內(nèi)存位置的地址。這就是為什么在 Python 中，不說變量“保存”一個(gè)值，而說變量“引用”一個(gè)變量?；蛘哒f，Python 中變量是代表存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的某個(gè)值的名稱?！?/p>
變量之所以稱為“變量”，是因?yàn)樵诔绦驁?zhí)行過程中它們可以引用不同的值。下面就看看Python 中變量的賦值和再賦值情況。
創(chuàng)建了一個(gè)名為 dollars 的變量，并將 2.75 賦值給它
Dollars = 2.75
給變量 dollars 賦以一個(gè)新值99.95，當(dāng)給變量 dollars 賦以一個(gè)新值99.95時(shí)，雖然舊值 2.75 依然保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，但是因?yàn)闆]有變量引用它，所以這個(gè)值已不能再被使用。參見下圖：
注意，當(dāng)存儲(chǔ)器中的值不再被變量引用時(shí)，Python 解釋器將通過所謂的垃圾收集機(jī)制來進(jìn)行處理，自動(dòng)地將它們移出存儲(chǔ)器。
【在python中，變量保存的是對象(值)的引用，id()函數(shù)可以獲取變量在內(nèi)存中的地址。在Python中，值可以放在內(nèi)存的某個(gè)位置（地址），變量用于引用它們，給變量賦一個(gè)新值，原值不會(huì)被新值覆蓋，變量只是引用了新值。順便說明，Python的垃圾回收機(jī)制會(huì)自動(dòng)清理不再被用到的值，所以不用擔(dān)心計(jì)算機(jī)內(nèi)存中充滿被“丟棄”的無效的值。】
一定要牢記：在 Python 語言中，變量僅僅是引用存儲(chǔ)器中某個(gè)數(shù)據(jù)的名字，并且可以引用任何類型的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
x = 99 語句創(chuàng)建了名為 x 的變量，并賦給它 int 型的值 99。
將一個(gè)字符串 'Take me to your leader'賦值給變量 x時(shí)，變量 x 不再引用一個(gè) int 型數(shù)據(jù)，而是引用字符串 'Take me to your leader'。
下面再看看這種情況：
a = 10
b = a
在上述的例子中，我們聲明了一個(gè)變量 a，其值為 10，然后將 b 也指向 a，這是在內(nèi)存中的布局是這樣的，變量 a 和 b 會(huì)指向同一個(gè)對象 10，而不是給 b 重新生成一個(gè)新的對象。
當(dāng)執(zhí)行完 a = a + 10 后，因?yàn)檎麛?shù)是不可變對象，所以并不會(huì)將 10 變成 20，而是生成一個(gè)新的對象 20 ，然后 a 會(huì)指向這個(gè)新的對象。b 還是指向舊對象 10。
Python 允許你同時(shí)為多個(gè)變量賦值。例如：
a = b = c = 10
以面示例，創(chuàng)建一個(gè)整型對象，值為 10，從后向前賦值，三個(gè)變量被賦予相同的數(shù)值。
您也可以為多個(gè)對象指定多個(gè)變量。例如：
a, b, c = 10, 20, " hello"
以面示例，兩個(gè)整型對象 10 和 20 的分配給變量 a 和 b，字符串對象 “hello” 分配給變量 c。
在Python中的參數(shù)傳遞情況
要講清在Python中函數(shù)的參數(shù)傳遞，需要從Python中函數(shù)是什么講起。
在Python中，函數(shù)是一種組織代碼的方式，它將一段程序代碼封裝起來，以便于重復(fù)使用。函數(shù)可以接收輸入?yún)?shù)，并返回一個(gè)或多個(gè)結(jié)果。這種封裝可以使代碼更加清晰、易讀，也有助于代碼的重用。Python提供了許多內(nèi)置函數(shù)，如print()、len()等，可以直接使用。編程人員還可以自定義函數(shù)。自定義圖示如下：
Python中的函數(shù)定義使用def關(guān)鍵字，后跟函數(shù)名、括號()和冒號。括號中可以放置函數(shù)的參數(shù)，參數(shù)之間用逗號分隔。函數(shù)的主體部分在冒號后的縮進(jìn)塊中定義。Python中定義函數(shù)語法如下：
def 函數(shù)名（參數(shù)列表）:
??? 函數(shù)體
函數(shù)體由縮進(jìn)的代碼塊組成。Python的函數(shù)體包括：
函數(shù)體包括以下幾個(gè)部分：
文檔字符串（docstring）：文檔字符串是可選的，用于描述函數(shù)的作用、參數(shù)、返回值等信息。它位于函數(shù)定義的第一行或第二行，使用三引號（'''或"""）括起來。文檔字符串可以通過help()函數(shù)或在交互式環(huán)境中使用__doc__屬性來訪問。
語句（statements）：函數(shù)體中可以包含任意數(shù)量的語句，用于執(zhí)行具體的任務(wù)。這些語句可以是賦值語句、條件語句、循環(huán)語句等，根據(jù)函數(shù)的需求編寫。
返回表達(dá)式（return expression）：函數(shù)可以通過return語句返回一個(gè)值。返回值是可選的，如果沒有return語句或者return后面沒有表達(dá)式，函數(shù)將返回None。當(dāng)函數(shù)執(zhí)行到return語句時(shí)，函數(shù)將立即結(jié)束，并將返回值傳遞給調(diào)用函數(shù)的地方。
下面介紹python參數(shù)傳遞
python官方文檔的說法【https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/controlflow.html#defining-functions 】實(shí)參是使用 按值調(diào)用（call by value） 來傳遞的（其中的 值 始終是對象的 引用 而不是對象的值）——實(shí)際上，按對象引用調(diào)用（call by object reference）調(diào)用這種說法更好。具體來說：
如果傳入的參數(shù)是不可變類型（如數(shù)字、字符串、元組），那么在函數(shù)體內(nèi)修改參數(shù)的值，并不會(huì)影響到原來的變量。因?yàn)椴豢勺冾愋偷淖兞繉?shí)際上是值的引用，當(dāng)試圖改變變量的值時(shí)，相當(dāng)于是在創(chuàng)建新的對象。例如：
def change_number(num):
num = 100
x = 10
change_number(x)
print(x) # 輸出：10
在上面的例子中，盡管在函數(shù)內(nèi)部num的值被改變了，但是原變量x的值并沒有改變。參見下圖：
如果傳入的參數(shù)是可變類型（如列表、字典），那么在函數(shù)體內(nèi)修改參數(shù)的值，會(huì)影響到原來的變量。因?yàn)榭勺冾愋偷淖兞看鎯?chǔ)的是一個(gè)地址，當(dāng)試圖改變變量的值時(shí)，實(shí)際上是在改變這個(gè)地址所指向的內(nèi)容。例如：
def change_list(lst):
lst.append(100)
x = [1, 2, 3]
change_list(x)
print(x) # 輸出：[1, 2, 3, 100]
在上面的例子中，函數(shù)內(nèi)部對參數(shù)lst的修改影響到了原變量x的值。參見下圖：
python的參數(shù)傳遞機(jī)制官方說法：按對象引用調(diào)用（call by object reference）。調(diào)用者和被調(diào)用者之間共享這個(gè)對象，而對于不可變對象，由于并不能真正被修改，因此，修改往往是通過生成一個(gè)新對象然后賦值來實(shí)現(xiàn)的。
?下面是官網(wǎng)文檔節(jié)選【 https://docs.python.org/zh-cn/3/tutorial/controlflow.html#defining-functions 】
在調(diào)用函數(shù)時(shí)會(huì)將實(shí)際參數(shù)（實(shí)參）引入到被調(diào)用函數(shù)的局部符號表中；因此，實(shí)參是使用 按值調(diào)用(call by value) 來傳遞的（其中的 值 始終是對象的引用 而不是對象的值）[1] 。
[備注1]實(shí)際上，按對象引用調(diào)用(call by object reference) 這種說法更好，因?yàn)?，傳遞的是可變對象時(shí)，調(diào)用者能發(fā)現(xiàn)被調(diào)者做出的任何更改（插入列表的元素）。
又：如何編寫帶有輸出參數(shù)的函數(shù)（按照引用調(diào)用）？【見https://docs.python.org/zh-cn/3/faq/programming.html#how-do-i-write-a-function-with-output-parameters-call-by-reference 】
請記住，Python 中的實(shí)參是通過賦值（assignment）傳遞的。由于賦值只是創(chuàng)建了對象的引用，所以調(diào)用方（caller）和被調(diào)用方（callee）的參數(shù)名都不存在別名，本質(zhì)上也就不存在按引用調(diào)用（call-by-reference）的方式。通過以下幾種方式，可以得到所需的效果。（下面是例子，略）
解析一下，這意味著：如果你嘗試在函數(shù)內(nèi)部重新賦值一個(gè)新的對象給參數(shù)，這個(gè)改變不會(huì)影響到函數(shù)外部的實(shí)際參數(shù)。因?yàn)樵赑ython中，變量名和數(shù)據(jù)是分開的，變量名只是指向數(shù)據(jù)的引用，而不是數(shù)據(jù)本身。然而，你可以通過一些方法達(dá)到類似引用傳遞的效果。例如，你可以傳遞一個(gè)可變對象（如列表或字典），然后在函數(shù)內(nèi)部修改這個(gè)對象。由于對象的引用被傳遞，所以這些修改會(huì)反映在函數(shù)外部。這就是所謂的“共享傳遞”（pass by sharing）。
?
附錄、
Python變量的認(rèn)識理解 https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/116768499?
python函數(shù) https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/108179769文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-737729.html
多種（C++、Java、JavaScript、Python）編程語言參數(shù)傳遞方式介紹 https://blog.csdn.net/cnds123/article/details/132981086文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-737729.html
到了這里，關(guān)于從內(nèi)存管理的角度來看，Python語言的變量和參數(shù)傳遞情況解析的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
