Python進階09 動態型別

動態型別( dynamic typing)是Python另一個重要的核心概念。我們之前說過，Python的變數(variable)不需要宣告，而在賦值時，變數可以重新賦值為任意值。這些都與動態型別的概念相關。

動態型別

在我們接觸的物件中，有一類特殊的物件，是用於儲存資料的。常見的該類物件包括各種數字，字串，表，詞典。在C語言中，我們稱這樣一些資料結構為變數。而在Python中，這些是物件。

物件是儲存在記憶體中的實體。但我們並不能直接接觸到該物件。我們在程式中寫的物件名， 只是指向這一物件的引用(reference) 。

引用和物件分離，是動態型別的核心。引用可以隨時指向一個新的物件：

a = 3a = 'at'

第一個語句中，3是儲存在記憶體中的一個整數物件。 透過賦值，引用a指向物件3。

第二個語句中，記憶體中建立物件‘at’，是一個字串(string)。引用a指向了'at'。此時，物件3不再有引用指向它。Python會自動將沒有引用指向的物件銷燬(destruct)，釋放相應記憶體。

(對於小的整數和短字串，Python會快取這些物件，而不是頻繁的建立和銷燬。)

a = 5b = a
a = a + 2

再看這個例子。透過前兩個句子，我們讓a,b指向同一個整數物件5( b = a的含義是讓引用b指向引用a所指的 那一個物件)。但第三個句子實際上對引用a重新賦值，讓a指向一個新的物件7。此時a,b分別指向不同的物件。我們看到， 即使是多個引用指向同一個物件，如果一個引用值發生變化，那麼實際上是讓這個引用指向一個新的引用，並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。

其它資料物件也是如此:

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物件（每個引用是一個元素，比如L1[0]，L1[1]..., 每個引用指向一個物件，比如1,2,3), 。而L1[0] = 10這一賦值操作，並不是改變L1的指向，而是對L1[0], 也就是表物件的一部份(一個元素)，進行操作，所以所有指向該物件的引用都受到影響。

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

列表可以透過引用其元素， 改變物件自身(in-place change) 。這種物件型別， 稱為可變資料物件(mutable object)，詞典也是這樣的資料型別。

而像之前的數字和字串， 不能改變物件本身，只能改變引用的指向， 稱為不可變資料物件(immutable object)。

我們之前學的元組(tuple)，儘管可以呼叫引用元素，但不可以賦值，因此不能改變物件自身，所以也算是immutable object.

從動態型別看函式的引數傳遞

函式的引數傳遞，本質上傳遞的是引用。比如說：

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

引數x是一個新的引用，指向a所指的物件。如果引數是不可變(immutable)的物件，a和x引用之間相互獨立。對引數x的操作不會影響引用a。這樣的傳遞類似於C語言中的值傳遞。

如果傳遞的是可變(mutable)的物件，那麼改變函式引數，有可能改變原物件。所有指向原物件的引用都會受影響，程式設計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

動態型別是Python的核心機制之一。可以在應用中慢慢熟悉。

總結

引用和物件的分離，物件是記憶體中儲存資料的實體，引用指向物件。

可變物件，不可變物件

函式值傳遞