【入門必看】不理解「物件」？很可能有致命bug：簡單的Python例子告訴你

簡介：越來越多的人要在學習工作中用到『程式設計』這個工具了，其中很大一部分人用的是Python。大部分人只是做做簡單的科研計算、繪圖、辦公自動化或者爬蟲，但—— 這就不需要理解「指標與物件導向」了嗎？ 在我看來，新手或外行朋友也需要簡單地理解「物件」概念，本文將先演示一個反例（告訴你不理解將多麼容易犯錯誤），然後淺顯地介紹一下「物件」。

致命bug

小垣坐在電腦前，一臉愁容——這麼簡單的程式，她花了3個小時，硬是沒發現哪裡不對，導致程式不通暢。

她發了幾張截圖給我，說“拍老師，發生甚麼事了？”

我一看，嗷，是班花小垣給我發訊息了，我啪一下站起來了，很快啊！

一共兩個.py指令碼檔案，一個八十多行，一個九十多行。整體邏輯沒什麼問題，只是有幾處很“荒唐”，究其原因，是小垣沒有理解「物件」這個概念。

看罷，我拋開這個問題，直接甩給她我騰訊會議ID，開始講解起「物件」這個概念來，因為了解了「物件」這個傳統功夫後，其問題自然而然就化解了。

一個簡單的 numpy 反例

我們以 Python 中最常用的矩陣與代數庫 numpy 為例。

import numpy as np

我們現在定義一個長度為 3 的向量 vec_origin ，其中存放 1,2,3 。然後我們列印一下看看。

vec_origin = np.array([1, 2, 3])
print(vec_origin)

列印結果如下。

[1 2 3]

假如我們需要複製一下向量 vec_origin ，那麼，“自然”是做個等號。如下。然後列印一下。

vec_copy = vec_origin
print(vec_copy)

輸出結果為如下。

[1 2 3]

接下來， vec_origin 與 vec_copy 將參與不同的運算任務，其將被加減乘除，還有 賦值 。問題就出在了，如果我們為 vec_copy 賦值，那麼 vec_origin 的值也將被改變。不信你試試下面的程式碼。

print("vec_origin", vec_origin)
print("vec_copy", vec_copy)
vec_copy[0] = 9
print("我們只改變了 vec_copy 的值，但是：")
print("vec_origin", vec_origin)
print("vec_copy", vec_copy)

輸出結果如下。

vec_origin [1 2 3]
vec_copy [1 2 3]
我們只改變了 vec_copy 的值，但是：
vec_origin [9 2 3]
vec_copy [9 2 3]

但是，vec_origin 的值也跟著改變了。這是為什麼呀！

要知道，我們對變數賦值與複製，是不會改變原值的呀！如下。

a = 1
b = a
print(a)  # 1
print(b)  # 1
b = 9
print(a)  # 1
print(b)  # 9

numpy 中的矩陣/向量，是個物件

對於 numpy 來講，我們宣告的矩陣或者向量，並不是一個“數字”那麼簡單，而是一個有「身份證」的『物件』。

一個物件可以有多個名字，但身份證只能有一個。換句話說，身份證才是唯一標識。

對於不是單個數值的數，我們的 = 賦值，只不過是 給物件新增了一個名字罷了。

不信，我們用 python 內建的 id() 函式看看 vec_origin 與 vec_copy 名字是不是一樣的。

print(id(vec_origin))
print(id(vec_copy))

結果如下。

2006971817136
2006971817136

很顯然，二者的身份證是一個，這根本就是同一個向量。

對於 list 、 dict 等等，都是同理。

那麼，該如何複製呢？

我的建議是，你沒有必要去可以背誦方法。不同型別的物件有不同賦值方法。對於 numpy 的向量，我們去網際網路搜尋一下就好，檢索詞：numpy 複製。

我查到的方法是：使用 np.copy 。

那麼我們試驗一下。

import numpy as np
vec_origin = np.array([1, 2, 3])
vec_copy = np.copy(vec_origin)  # 這裡複製
print("vec_origin", vec_origin)
print("vec_copy", vec_copy)
vec_copy[0] = 9
print("我們只改變了 vec_copy 的值，但是：")
print("vec_origin", vec_origin)
print("vec_copy", vec_copy)
print(id(vec_origin))
print(id(vec_copy))

結果如下。

vec_origin [1 2 3]
vec_copy [1 2 3]
我們只改變了 vec_copy 的值，但是：
vec_origin [1 2 3]
vec_copy [9 2 3]
2343952817328
2343952817568

如你所見， np.copy 後，是新增了一個物件，而非僅僅是為原物件新增了一個變數名而已。

這是 零基礎程式設計 系列的第一篇文章，之後，我們將用簡單的例子討論：物件導向、指標、資料結構等等基礎概念。我一直認為，新手對這些概念有些許瞭解後，將少走很多很多的彎路。

最後，你問小垣有沒有改好 bug ，那自然是：傳統功夫點到為止！自從她跟我說她有「物件」後，我就再也沒問過她有沒有理解「物件」。

祝各位變得更強。歡迎關注公眾號：Piper蛋窩，回覆微信加我微信。歡迎點贊、點選在看鼓勵我。