Python進階09 動態類型

動態類型( dynamic typing)是Python另一個重要的核心概念。我們之前說過，Python的變量(variable)不需要聲明，而在賦值時，變量可以重新賦值為任意值。這些都與動態類型的概念相關。

動態類型

在我們接觸的對象中，有一類特殊的對象，是用于存儲數據的。常見的該類對象包括各種數字，字符串，表，詞典。在C語言中，我們稱這樣一些數據結構為變量。而在Python中，這些是對象。

對象是儲存在內存中的實體。但我們并不能直接接觸到該對象。我們在程序中寫的對象名， 只是指向這一對象的引用(reference) 。

引用和對象分離，是動態類型的核心。引用可以隨時指向一個新的對象：

a = 3a = 'at'

第一個語句中，3是儲存在內存中的一個整數對象。 通過賦值，引用a指向對象3。

第二個語句中，內存中建立對象‘at’，是一個字符串(string)。引用a指向了'at'。此時，對象3不再有引用指向它。Python會自動將沒有引用指向的對象銷毀(destruct)，釋放相應內存。

(對于小的整數和短字符串，Python會緩存這些對象，而不是頻繁的建立和銷毀。)

a = 5b = a
a = a + 2

再看這個例子。通過前兩個句子，我們讓a,b指向同一個整數對象5( b = a的含義是讓引用b指向引用a所指的 那一個對象)。但第三個句子實際上對引用a重新賦值，讓a指向一個新的對象7。此時a,b分別指向不同的對象。我們看到， 即使是多個引用指向同一個對象，如果一個引用值發生變化，那么實際上是讓這個引用指向一個新的引用，并不影響其他的引用的指向。從效果上看，就是各個引用各自獨立，互不影響。

其它數據對象也是如此:

L1 = [1,2,3]
L2 = L1
L1 = 1

但注意以下情況

L1 = [1,2,3]
L2 = L1
L1[0] = 10print L2

在該情況下，我們不再對L1這一引用賦值，而是對L1所指向的表的元素賦值。結果是，L2也同時發生變化。

原因何在呢？因為L1，L2的指向沒有發生變化，依然指向那個表。表實際上是包含了多個引用的對象（每個引用是一個元素，比如L1[0]，L1[1]..., 每個引用指向一個對象，比如1,2,3), 。而L1[0] = 10這一賦值操作，并不是改變L1的指向，而是對L1[0], 也就是表對象的一部份(一個元素)，進行操作，所以所有指向該對象的引用都受到影響。

（與之形成對比的是，我們之前的賦值操作都沒有對對象自身發生作用，只是改變引用指向。）

列表可以通過引用其元素， 改變對象自身(in-place change) 。這種對象類型， 稱為可變數據對象(mutable object)，詞典也是這樣的數據類型。

而像之前的數字和字符串， 不能改變對象本身，只能改變引用的指向， 稱為不可變數據對象(immutable object)。

我們之前學的元組(tuple)，盡管可以調用引用元素，但不可以賦值，因此不能改變對象自身，所以也算是immutable object.

從動態類型看函數的參數傳遞

函數的參數傳遞，本質上傳遞的是引用。比如說：

def f(x):
    x = 100    print x
a = 1f(a)print a

參數x是一個新的引用，指向a所指的對象。如果參數是不可變(immutable)的對象，a和x引用之間相互獨立。對參數x的操作不會影響引用a。這樣的傳遞類似于C語言中的值傳遞。

如果傳遞的是可變(mutable)的對象，那么改變函數參數，有可能改變原對象。所有指向原對象的引用都會受影響，編程的時候要對此問題留心。比如說：

def f(x):
    x[0] = 100    print x
a = [1,2,3]
f(a)print a

動態類型是Python的核心機制之一。可以在應用中慢慢熟悉。

總結

引用和對象的分離，對象是內存中儲存數據的實體，引用指向對象。

可變對象，不可變對象

函數值傳遞

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