Python變量與內(nèi)存管理

　　–與C語言中的變量做對比，更好的理解Python的變量。

變量

變量在C語言中
　　全局變量：其存放在內(nèi)存的靜態(tài)變量區(qū)中。
　　局部變量：代碼塊中存放在內(nèi)存的代碼區(qū)當(dāng)中，當(dāng)被調(diào)用后存放在內(nèi)存棧區(qū)。

而Python的變量存儲(chǔ)，則是使用類似堆的方式管理內(nèi)存，由Python內(nèi)部機(jī)制統(tǒng)一分配回收內(nèi)存。

Python中的變量與變量存儲(chǔ)–引用與對象

　　Python作為OOP（面向?qū)ο?#xff09;編程，一直信奉著一個(gè)信條，就是萬物皆對象。
　　所謂對象，它可以看成經(jīng)過一系列的抽象以后，將具有共性的一類物體進(jìn)行實(shí)例化（具象化）的個(gè)體，就如同我們每個(gè)人就是人類里面的一個(gè)對象。

class A():name = "123"def __init__(self):passdef funa(self):pass def funa():passif __name__ == "__main__":Fun = funaVariable = 1ClassA = A()ListA = [1,2,3]DictA = {'d':1,'e':2}TupleA = (1,2,3)Str = "python"print(type(Fun))print(type(Variable))print(type(ClassA))print(type(ListA))print(type(DictA))print(type(TupleA))print(type(Str))

輸出的是：
class ‘function’
class ‘int’
class ‘main.A’
class ‘list’
class ‘dict’
class ‘tuple’
class ‘str’

　　很明顯，Python中不管是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，類，函數(shù)，所有的一切都是作為一個(gè)類的對象存儲(chǔ)在內(nèi)存,也可以單純的看做一個(gè)值。

　　而Python的變量就是作為一個(gè)引用，讀取對象所存儲(chǔ)的信息，與C面向過程所不同，Python變量即對象的引用，通俗來說就是指向值的名稱。
　　

　　所以Python的變量只是不過對于一塊指定內(nèi)存的引用，也即對對象的引用，或者稱為指向值的名稱，相對于全局變量，局部變量的賦值只是引用另一塊內(nèi)存。C語言中一個(gè)變量代表一塊特定的內(nèi)存，而Python不像C語言，可以看成數(shù)據(jù)已經(jīng)存放在內(nèi)存之中了，被Python的變量對內(nèi)存進(jìn)行引用。即使變量不存在了，內(nèi)存里值也不會(huì)受到任何影響。

if __name__ == "__main__":a = 1b = 2print(id(a))print(id(b))a = bprint(id(a))print(id(1))print(id(2))sys.exit(0)

輸出的是：
10919424
10919456
10919456
10919424
10919456
　　從輸出結(jié)果來看，很明顯同一塊內(nèi)存數(shù)據(jù)其實(shí)是可以被多個(gè)變量引用，且常量和變量的內(nèi)存地址是相對應(yīng)的。
　　
　

def funa():a = 1print(id(a))if __name__ == "__main__":a = 1funa()print(id(a))a = 2print(id(a))funa()sys.exit(0)

輸出結(jié)果：
10919424
10919424
10919456
10919424

　　從輸出結(jié)果可以看出，若是當(dāng)全局變量和局部變量的數(shù)值一致時(shí)，其對應(yīng)的內(nèi)存地址是一致的，當(dāng)全局變量被賦予其他值時(shí)，其內(nèi)存地址發(fā)生改變，而局部變量未有變化。
　　
　　
　　總結(jié)：Python變量的定義和賦值是同時(shí)進(jìn)行的，Python的全局變量和局部變量的定義聲明時(shí)，是基于內(nèi)存已有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，為變量分配地址進(jìn)行引用，變量即對象的引用，而不是分別分配一塊內(nèi)存進(jìn)行賦值，所以變量不進(jìn)行賦值的話就會(huì)出現(xiàn)未定義的錯(cuò)誤,，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題，這將會(huì)造成一個(gè)問題就是對象和數(shù)據(jù)將會(huì)越來越多，會(huì)消耗很大的內(nèi)存空間，這時(shí)將會(huì)啟動(dòng)Python的垃圾回收機(jī)制，當(dāng)某一段內(nèi)存塊的引用計(jì)數(shù)為0時(shí)進(jìn)行回收，這個(gè)是后話了。

變量的作用域—看不見的字典

　　C語言中每一對大括號作為一個(gè)代碼塊，if,for,while,switch語句是可以加上大括號的作為一個(gè)塊級作用域，for,while()語句在括號中定義的變量是包含在大括號里面的，就是包含在大括號的作用域里，而每一個(gè)代碼塊就是一個(gè)局部的作用域，所有代碼塊內(nèi)部變量優(yōu)先級大于代碼塊外的同名變量。
　　
　　Python的作用域，就如同是Python的基礎(chǔ)類型中的一部字典，在這部字典里記錄著值（對象）與指向值的名稱（變量），不同的作用域組成了不同的字典，而Python中能改變變量作用域的關(guān)鍵字只有class,def,lamba，所以在Python的關(guān)鍵語句(if,for,while…)中是不進(jìn)行作用域的劃分的，所以在(if,for,while…)語句對變量進(jìn)行賦值，其變量的作用域可以被外部所引用。
　　并且Python不存在塊級作用域，在嵌套作用域中會(huì)生成作用域鏈，由內(nèi)到外，引用時(shí)優(yōu)先選取內(nèi)部同名變量。
　　在類與實(shí)例的作用域中
　　

class A():name = 'x'what = 'xx'print('A name id =',id(name))def __init__(self,name,age):self.name = 'xxx'self.age = 18def set(self):self.name = 'xxx'self.age = 18global namename = 'xx'print('set global name = ',id(name))#與A.what的內(nèi)存地址相同print('set.name = ',self.name)#作用域是對于變量而言的而不是內(nèi)存而言if __name__ == "__main__":a = A('xx',18)a.set()print('A id = ', id(A))print('a id = ', id(a))print('A.name = ',id(A.name))print('a.name id = ',id(a.name))print('A.what id = ', id(A.what))print('a.what id = ',id(a.what))print('A.set id = ', id(A.set))print('a.set id = ', id(a.set))sys.exit(0)

輸出的是：
A name id = 140654891768216
set global name = 140654890720536
set.name = xxx
A id = 20336920
a id = 140654890787168
A.name = 140654891768216
a.name id = 140654890720704
A.what id = 140654890720536
a.what id = 140654890720536
A.set id = 140654690844744
a.set id = 140654891845576

　　所以，作用域是對于變量而言的而不是內(nèi)存而言,類與實(shí)例的作用域也是嵌套的
　　
　　
　　參考LEGB法則：
　　Local(本地作用域)–>Enclosing(閉包作用域)–>Global(全局作用域)–>Built-in(內(nèi)建作用域)
　　函數(shù)內(nèi)部–>嵌套函數(shù)內(nèi)部–>模塊內(nèi)部–>Python內(nèi)建
　　LEGB法則： 當(dāng)在函數(shù)中使用未確定的變量名時(shí)，Python會(huì)按照優(yōu)先級依次搜索4個(gè)作用域，以此來確定該變量名的意義。首先搜索局部作用域(L)，之后是上一層嵌套結(jié)構(gòu)中def或lambda函數(shù)的閉包作用域(E)，之后是全局作用域(G)，最后是內(nèi)建作用域(B)。按這個(gè)查找原則，在第一處找到的地方停止。如果沒有找到，則會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤。
　　變量作用域在定義時(shí)已經(jīng)設(shè)定好，與調(diào)用的位置無關(guān)。

name ="???" def funa():print(name)def funb():name = "123"funa()if __name__ == "__main__":funa()sys.exit(0)

輸出的是：
???
　　所以變量的作用域與是否調(diào)用無關(guān)，在變量定義時(shí)所處作用域已經(jīng)設(shè)定完成。
　　

變量的生命周期—只要被需要便存在

　　C語言的局部變量是在函數(shù)調(diào)用完畢后進(jìn)行自動(dòng)銷毀，釋放棧區(qū)。
　　
　　 而基于Python存儲(chǔ)方式的特殊性，所以變量在函數(shù)調(diào)用完畢之后，并未立刻銷毀，對于Python的變量和變量所引用的對象，是使用類似堆的方式管理內(nèi)存，由Python內(nèi)部機(jī)制統(tǒng)一分配回收內(nèi)存，當(dāng)內(nèi)存的某一對象或者變量的引用計(jì)數(shù)為0時(shí)則由Python的內(nèi)存管理機(jī)制收回內(nèi)存，或者對對象手動(dòng)del掉對象以釋放內(nèi)存，不過del掉的對象不影響對象中依然被外部變量有引用的值。
　　
　　

class A():def __init__(self):self.a = 123def funa(self):c = a+1print(id(c)) variable = None classA = Nonedef initA():global classAglobal variablee = A()variable = e.aclassA = eprint(id(e))print(id(e.a))if __name__ == "__main__":a = 1e = NoneinitA()print(id(classA))print(id(variable))del classA#print(id(classA))print(id(variable))sys.exit(0)

輸出結(jié)果是：
39697096
1409448784
39697096
1409448784
1409448784
　　　當(dāng)函數(shù)被調(diào)用完，只要類實(shí)例還被引用，那么類實(shí)例依然存在類似c++的new，當(dāng)del對象時(shí)，不影響對象還在被外部變量引用的值。
　　　
　　當(dāng)我們?nèi)羰莇el掉classA后，再輸入print(id(classA))，會(huì)出現(xiàn)如下錯(cuò)誤：

Traceback (most recent call last):File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/pysidetest/demo.py", line 69, in <module>print(id(classA)) NameError: name 'classA' is not defined

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python变量的理解与内存管理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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