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Python语言中函数的参数传递机制

来源:CDA数据分析师 | 发布时间:2018-03-12 06:50:13

Python语言中函数的参数传递机制

python有两种对象,immutable 和mutable,前者如number,string,tuple,后者如dictionary,list,下面先来看两个例子。

例1:

>>> def func(a):
...     print('id of a before changed:',id(a))
...     a += 1
...     print('id of a after changed:',id(a))
... 
>>> a=1
>>> id(a)
29022864
>>> func(a)
('id of a before changed:', 29022864)
('id of a after changed:', 29022852)

>>> a,id(a)
(1, 29022864)

例2:

>>> def func(a):
...     print('id of a before changed:',id(a))
...     a.append(4)
...     print('id of a after changed:',id(a))
... 
>>> a = [1,2,3]
>>> id(a)
119580312
>>> func(a)
('id of a before changed:', 119580312)
('id of a after changed:', 119580312)
>>> a,id(a)
([1, 2, 3, 4], 119580312)

首先说明一点,python中的中所有数据都是object,object的有三个属性,identity,type,value。identity即其id,可以认为是其内存地址,上面的例子中使用python的build-in函数id()来获取其内存地址。type表示其类型,该属性决定了它的数据结构和其支持的操作。value,则其含有的数据。

在解释例子之前首先强调一点,python中,所有的参数传递都是pass by reference,即引用传递。

例1中代表了immutable类别的参数传递机制,传递的参数在函数返回后,是不会发生变化的。a是一个整型(可以通过type(a)来测试),即number类型,所以是immutable类别的。可以看到,a在传入函数处理以前,值为2,id为29022864,在传入函数但未经改变其值前,其id依然为29022864,所以验证了python中的参数传递确实是引用传递,但在a的值通过自身的平方改变后,我们发现,a 的id变为了29022852,即a这个名字已经代表了另外一个内存地址的对象。最后函数返回后,我们发现a的id依然是29022864,value也没有发生变化。

例2代表了mutable类别的参数传递机制,传递的参数在函数中的改变,在函数返回后依然保留。可以看到,a所代表的对象的id,始终没有发生变化,即value的改变是在全局的名字a所代表的对象上完成的。不同于例1中的例子,因为a所代表的id为29022864的对象,是immutable的,所以当发生值改变时,函数内部的名字a就指向了另一个id为29022852的对象,而当函数返回后,全局的名字a所指向的id为29022864的值依然是2,没有改变。

例3:

>>> def func(a):
...     print('id of a before changed:',id(a))
...     a = [1,2,3,4]
...     print('id of a after changed:',id(a))
... 
>>> a = [1,2,3]
>>> id(a)
119580312
>>> func(a)
('id of a before changed:', 119580312)
('id of a after changed:', 119580356)
>>> a,id(a)
([1, 2, 3], 119580312)

例3的结果,显然与例2中我们的描述很不同。我们发现,当使用“a = [1,2,3,4]”对a所指代的对象进行值改变后,a的id发生了变化。最后函数返回,全局的a代表的对象并没有发生变化。其实问题出在python中“=”赋值操作上。统一的解释是:如果mutable类型对象在函数中的改变不是由“=”来完成,那么该对象在函数中的改变在函数返回后依然保留。如果改变由“=”完成,则不保留。

下面给出一些例子来说明“=”在python的作用,进而对上面的现象做一个统一的解释。

例4:

>>> a =1
>>> b =a
>>> id(a),id(b)
(29022864, 29022864)
>>> b =2
>>> a,b
(1, 2)
>>> id(a),id(b)
(29022864, 29022852)

例5:

>>> a= [1,2,3]
>>> b =a
>>> id(a),id(b)
(119580232, 119580232)
>>> b.append(4)
>>> a,b
([1, 2, 3, 4], [1, 2, 3, 4])
>>> id(a),id(b)
(119580232, 119580232)

例6:

>>> a= [1,2,3]
>>> b= a
>>> id(a),id(b)
(79824096, 79824096)
>>> b = [1,2,3,4]
>>> a,b
([1, 2, 3], [1, 2, 3, 4])
>>> id(a),id(b)
(79824096, 119580232)

例4,例5和例6,其实是模仿了函数参数传递的过程,函数参数传递的过程,就是进行类似"b=a"的操作,这里的b其实就相当于例1,例2和例3中的函数里的“a”。在python中,b,a指向了同一个对象,即进行“b=a”操作,若使用“=”操作改变b的值,python会直接新建一个对象,然后让b指向它。所以a的值不发生变化。

至此,python里的函数参数传递原理应该完整了。


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