論python的可變物件與不可變物件

總結：不可變物件改變值時會將新的值放在另乙個記憶體位址中，原記憶體位址釋放。從程式設計者的視角看，變數名沒有發生變化，但該變數名指向的記憶體位址已經發生改變。對於可變物件，例如list，改變list的值，其記憶體起始位址不變，id(list)輸出值一樣。因此用list做函式引數的預設值時，再次使用該函式不會對該引數重新賦值乙個預設的list，而是使用之前的list，但這個list很可能已經發生多了變化，所以會引發bug。

如非特別說明，下文均基於python3

python為了簡化函式的呼叫，提供了預設引數機制：

def pow(x, n = 2):
r = 1
while n > 0:
r *= x
n -= 1
return r

這樣在呼叫pow函式時，就可以省略最後乙個引數不寫：

print(pow(5)) # output: 25

在定義有預設引數的函式時，需要注意以下：

必選引數必須在前面，預設引數在後；

設定何種引數為預設引數？一般來說，將引數值變化小的設定為預設引數。

例如python內建函式：

print(*objects, sep=' ', end='\n', file=sys.stdout, flush=false)

函式簽名可以看出，使用print(『hello python』)這樣的簡單呼叫的列印語句，實際上傳入了許多預設值，預設引數使得函式的呼叫變得非常簡單。

return a_list

這個示例並沒有按照預期列印：

['1']
['2']

而是列印了：

['1']
['1', '2']

其實這個錯誤問題不在預設引數上，而是我們對於及預設引數的初始化的理解有誤。

按照python哲學：一切皆物件

函式也是乙個物件，如下示例：

import types
def test():
pass
print(type(test)) # print(isinstance(test, types.functiontype)) # true

如此，函式就是類types.functiontype或者其子類的例項物件。那麼物件必然有其初始化的時候，一般來說，直譯器在讀到函式末尾時完成函式例項的初始化。初始化後，就有了函式名到函式物件這樣乙個對映關係，可以通過函式名訪問到函式物件了，並且，函式的一切屬性也確定下來，包括所需的引數，預設引數的值。因此每次呼叫函式時，預設引數值是相同的（如果有預設引數）。

我們以乙個直觀的例子來說明：

import datetime as dt
from time import sleep
def log_time(msg, time=dt.datetime.now()):
sleep(1) # 執行緒暫停一秒
print("%s: %s" % (time.isoformat(), msg))
log_time('msg 1')
log_time('msg 2')
log_time('msg 3')

執行這個程式，得到的輸出是：

2017-05-17t12:23:46.327258: msg 1 2017-05-17t12:23:46.327258: msg 2

2017-05-17t12:23:46.327258: msg 3

即使使用了sleep(1)讓執行緒暫停一秒，排除了程式執行很快的因素。輸出中三次呼叫列印出的時間還是相同的，即三次呼叫中預設引數time的值是相同的。

上面的示例或許還不能完全說明問題，以下通過觀察預設引數的記憶體位址的方式來說明。

首先需要了解內建函式id(object) :

即id(object)函式返回乙個物件的唯一標識。這個標識是乙個在物件的生命週期期間保證唯一並且不變的整數。在重疊的生命週期中，兩個物件可能有相同的id值。

在cpython直譯器實現中，id(object)的值為物件的記憶體位址。

如下示例使用id(object)函式清楚說明了問題：

print('address of a_list:', id(a_list))

return a_list

output:

address of a_list: 31128072
['1']
address of a_list: 31128072
['1', '2']

那麼，出現上述的輸出就不奇怪了，因為它們本來就是指向同一記憶體位址。

當預設引數指向可變型別物件和不可變型別物件時，會表現出不同的行為。

可變預設引數的表現就像上訴示例一樣。

不可變預設引數

首先看乙個示例：

def immutable_test(i = 1):
print('before operation, address of i', id(i))
i += 1
print('after operation, address of i', id(i))
return i
print(immutable_test())
print(immutable_test())

output:

before operation, address of i 1470514832 after operation, address of i 1470514848 2before operation, address of i 1470514832 after operation, address of i 1470514848

2

很明顯，第二次呼叫時預設引數i的值不會受第一次呼叫的影響。因為i指向的是不可變物件，對i的操作會造成記憶體重新分配，物件重新建立，那麼函式中i += 1之後名字i指向了另外的位址；根據預設引數的規則，下次呼叫時，i指向的位址還是函式定義時賦予的位址，這個位址的值1並沒有被改變。

其實，可變預設引數和不可變預設引數放在這裡討論並沒太大的價值，就像其他語言中所謂的值傳遞還是引用傳遞一樣，不只會對預設引數造成影響。

不可變的預設引數的多次呼叫不會造成任何影響，可變預設引數的多次呼叫的結果不符合預期。那麼在使用可變預設引數時，就不能只在函式定義時初始化一次，而應該在每次呼叫時初始化。

最佳實踐是定義函式時指定可變預設引數的值為none，在函式體內部重新繫結預設引數的值。以下是對上面的兩個可變預設引數示例最佳實踐的應用：

if a_list is none:

a_list =

return a_list

import datetime as dt

from time import sleep

def log_time(msg, time = none):

if time is none:

time = dt.datetime.now()

sleep(1)

print("%s: %s" % (time.isoformat(), msg))

log_time('msg 1')

log_time('msg 2')

log_time('msg 3')

論python的可變物件與不可變物件

python可變物件與不可變物件

python筆記可變物件與不可變物件

python 十二可變物件與不可變物件

論python的可變物件與不可變物件

python可變物件與不可變物件

python筆記 可變物件與不可變物件

python 十二 可變物件與不可變物件

相關推薦

python筆記可變物件與不可變物件

python 十二可變物件與不可變物件