# 變量進階(理解)
## 目標
* 變量的引用
* 可變和不可變類型
* 局部變量和全局變量
## 01. 變量的引用
> * 變量 和 數據 都是保存在 **內存** 中的
> * 在 `Python` 中 **函數 的 參數傳遞** 以及 **返回值** 都是靠 **引用** 傳遞的
### 1.1 引用的概念
在 `Python` 中
* **變量** 和 **數據** 是分開存儲的
* **數據** 保存在內存中的一個位置
* **變量** 中保存著數據在內存中的地址
* **變量** 中 **記錄數據的地址**,就叫做 **引用**
* 使用 `id()` 函數可以查看變量中保存數據所在的 **內存地址**
> 注意:如果變量已經被定義,當給一個變量賦值的時候,本質上是 **修改了數據的引用**
>
> * 變量 **不再** 對之前的數據引用
> * 變量 **改為** 對新賦值的數據引用
### 1.2 `變量引用` 的示例
在 `Python` 中,變量的名字類似于 **便簽紙** 貼在 **數據** 上
* 定義一個整數變量 `a`,并且賦值為 `1`
| 代碼 | 圖示 |
| :---: | :---: |
| a = 1 |  |
* 將變量 `a` 賦值為 `2`
| 代碼 | 圖示 |
| :---: | :---: |
| a = 2 |  |
* 定義一個整數變量 `b`,并且將變量 `a` 的值賦值給 `b`
| 代碼 | 圖示 |
| :---: | :---: |
| b = a |  |
> 變量 `b` 是第 2 個貼在數字 `2` 上的標簽
### 1.3 函數的參數和返回值的傳遞
在 `Python` 中,函數的 **實參**/**返回值** 都是是靠 **引用** 來傳遞來的
```python
def test(num):
print("-" * 50)
print("%d 在函數內的內存地址是 %x" % (num, id(num)))
result = 100
print("返回值 %d 在內存中的地址是 %x" % (result, id(result)))
print("-" * 50)
return result
a = 10
print("調用函數前 內存地址是 %x" % id(a))
r = test(a)
print("調用函數后 實參內存地址是 %x" % id(a))
print("調用函數后 返回值內存地址是 %x" % id(r))
```
## 02. 可變和不可變類型
* **不可變類型**,內存中的數據不允許被修改:
* 數字類型 `int`, `bool`, `float`, `complex`, `long(2.x)`
* 字符串 `str`
* 元組 `tuple`
* **可變類型**,內存中的數據可以被修改:
* 列表 `list`
* 字典 `dict`
```python
a = 1
a = "hello"
a = [1, 2, 3]
a = [3, 2, 1]
```
```python
demo_list = [1, 2, 3]
print("定義列表后的內存地址 %d" % id(demo_list))
demo_list.append(999)
demo_list.pop(0)
demo_list.remove(2)
demo_list[0] = 10
print("修改數據后的內存地址 %d" % id(demo_list))
demo_dict = {"name": "小明"}
print("定義字典后的內存地址 %d" % id(demo_dict))
demo_dict["age"] = 18
demo_dict.pop("name")
demo_dict["name"] = "老王"
print("修改數據后的內存地址 %d" % id(demo_dict))
```
> 注意:字典的 `key` **只能使用不可變類型的數據**
**注意**
1. **可變類型**的數據變化,是通過 **方法** 來實現的
2. 如果給一個可變類型的變量,賦值了一個新的數據,**引用會修改**
* 變量 **不再** 對之前的數據引用
* 變量 **改為** 對新賦值的數據引用
### 哈希 `(hash)`
* `Python` 中內置有一個名字叫做 `hash(o)` 的函數
* 接收一個 **不可變類型** 的數據作為 **參數**
* **返回** 結果是一個 **整數**
* `哈希` 是一種 **算法**,其作用就是提取數據的 **特征碼(指紋)**
* **相同的內容** 得到 **相同的結果**
* **不同的內容** 得到 **不同的結果**
* 在 `Python` 中,設置字典的 **鍵值對** 時,會首先對 `key` 進行 `hash` 已決定如何在內存中保存字典的數據,以方便 **后續** 對字典的操作:**增、刪、改、查**
* 鍵值對的 `key` 必須是不可變類型數據
* 鍵值對的 `value` 可以是任意類型的數據
## 03. 局部變量和全局變量
* **局部變量** 是在 **函數內部** 定義的變量,**只能在函數內部使用**
* **全局變量** 是在 **函數外部定義** 的變量(沒有定義在某一個函數內),**所有函數** 內部 **都可以使用這個變量**
> 提示:在其他的開發語言中,大多 **不推薦使用全局變量** —— 可變范圍太大,導致程序不好維護!
### 3.1 局部變量
* **局部變量** 是在 **函數內部** 定義的變量,**只能在函數內部使用**
* 函數執行結束后,**函數內部的局部變量,會被系統回收**
* 不同的函數,可以定義相同的名字的局部變量,但是 **彼此之間** 不會產生影響
#### 局部變量的作用
* 在函數內部使用,**臨時** 保存 **函數內部需要使用的數據**
```python
def demo1():
num = 10
print(num)
num = 20
print("修改后 %d" % num)
def demo2():
num = 100
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
```
#### 局部變量的生命周期
* 所謂 **生命周期** 就是變量從 **被創建** 到 **被系統回收** 的過程
* **局部變量** 在 **函數執行時** 才會被創建
* **函數執行結束后** 局部變量 **被系統回收**
* **局部變量在生命周期** 內,可以用來存儲 **函數內部臨時使用到的數據**
### 3.2 全局變量
* **全局變量** 是在 **函數外部定義** 的變量,所有函數內部都可以使用這個變量
```python
# 定義一個全局變量
num = 10
def demo1():
print(num)
def demo2():
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
```
**注意**:函數執行時,**需要處理變量時** 會:
1. **首先** 查找 **函數內部** 是否存在 **指定名稱 的局部變量**,**如果有,直接使用**
2. 如果沒有,查找 **函數外部** 是否存在 **指定名稱 的全局變量**,**如果有,直接使用**
3. 如果還沒有,程序報錯!
#### 1) 函數不能直接修改 `全局變量的引用`
* **全局變量** 是在 **函數外部定義** 的變量(沒有定義在某一個函數內),**所有函數** 內部 **都可以使用這個變量**
> 提示:在其他的開發語言中,大多 **不推薦使用全局變量** —— 可變范圍太大,導致程序不好維護!
* 在函數內部,可以 **通過全局變量的引用獲取對應的數據**
* 但是,**不允許直接修改全局變量的引用** —— 使用賦值語句修改全局變量的值
```python
num = 10
def demo1():
print("demo1" + "-" * 50)
# 只是定義了一個局部變量,不會修改到全局變量,只是變量名相同而已
num = 100
print(num)
def demo2():
print("demo2" + "-" * 50)
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
```
> 注意:只是在函數內部定義了一個局部變量而已,只是變量名相同 —— 在函數內部不能直接修改全局變量的值
#### 2) 在函數內部修改全局變量的值
* 如果在函數中需要修改全局變量,需要使用 `global` 進行聲明
```python
num = 10
def demo1():
print("demo1" + "-" * 50)
# global 關鍵字,告訴 Python 解釋器 num 是一個全局變量
global num
# 只是定義了一個局部變量,不會修改到全局變量,只是變量名相同而已
num = 100
print(num)
def demo2():
print("demo2" + "-" * 50)
print(num)
demo1()
demo2()
print("over")
```
#### 3) 全局變量定義的位置
* 為了保證所有的函數都能夠正確使用到全局變量,應該 **將全局變量定義在其他函數的上方**
```python
a = 10
def demo():
print("%d" % a)
print("%d" % b)
print("%d" % c)
b = 20
demo()
c = 30
```
**注意**
* 由于全局變量 c,是在調用函數之后,才定義的,在執行函數時,變量還沒有定義,所以程序會報錯!
**代碼結構示意圖如下**

#### 4) 全局變量命名的建議
* 為了避免局部變量和全局變量出現混淆,在定義全局變量時,有些公司會有一些開發要求,例如:
* 全局變量名前應該增加 `g_` 或者 `gl_` 的前綴
> 提示:具體的要求格式,各公司要求可能會有些差異
- linux基礎
- 01_Python基礎課程安排
- 02_操作系統(科普章節)
- 03_操作系統的發展史(科普章節)
- 04_文件和目錄(理解)
- 05_Ubuntu圖形界面入門
- 06_常用Linux命令的基本使用
- 07_Linux終端命令格式
- 08_文件和目錄常用命令
- 09_遠程管理常用命令
- 10_用戶權限相關命令
- 11_系統信息相關命令
- 12_其他命令
- python基礎
- 01_認識 Python
- 02_第一個Python 程序
- 03_PyCharm的初始設置(知道)
- 04_多文件項目的演練
- 05_注釋
- 06_算數運算符
- 07_程序執行原理(科普)
- 08_變量的基本使用
- 09_變量的命名
- 10_判斷(if)語句
- 11_運算符
- 12_循環
- 13_函數基礎
- 14_高級變量類型
- 15_綜合應用——名片管理系統
- 16_變量進階(理解)
- 17_函數進階.md
- 面向對象
- 01_面向對象(OOP)基本概念
- 02_類和對象
- 03_面向對象基礎語法
- 04_面向對象封裝案例
- 05_面向對象封裝案例 II