Python變量與內存管理

　　–與C語言中的變量做對比，更好的理解Python的變量。

變量

變量在C語言中
　　全局變量：其存放在內存的靜態變量區中。
　　局部變量：代碼塊中存放在內存的代碼區當中，當被調用后存放在內存棧區。

而Python的變量存儲，則是使用類似堆的方式管理內存，由Python內部機制統一分配回收內存。

Python中的變量與變量存儲–引用與對象

　　Python作為OOP（面向對象）編程，一直信奉著一個信條，就是萬物皆對象。
　　所謂對象，它可以看成經過一系列的抽象以后，將具有共性的一類物體進行實例化（具象化）的個體，就如同我們每個人就是人類里面的一個對象。

class A():name = "123"def __init__(self):passdef funa(self):pass def funa():passif __name__ == "__main__":Fun = funaVariable = 1ClassA = A()ListA = [1,2,3]DictA = {'d':1,'e':2}TupleA = (1,2,3)Str = "python"print(type(Fun))print(type(Variable))print(type(ClassA))print(type(ListA))print(type(DictA))print(type(TupleA))print(type(Str))

輸出的是：
class ‘function’
class ‘int’
class ‘main.A’
class ‘list’
class ‘dict’
class ‘tuple’
class ‘str’

　　很明顯，Python中不管是基礎數據類型，類，函數，所有的一切都是作為一個類的對象存儲在內存,也可以單純的看做一個值。

　　而Python的變量就是作為一個引用，讀取對象所存儲的信息，與C面向過程所不同，Python變量即對象的引用，通俗來說就是指向值的名稱。
　　

　　所以Python的變量只是不過對于一塊指定內存的引用，也即對對象的引用，或者稱為指向值的名稱，相對于全局變量，局部變量的賦值只是引用另一塊內存。C語言中一個變量代表一塊特定的內存，而Python不像C語言，可以看成數據已經存放在內存之中了，被Python的變量對內存進行引用。即使變量不存在了，內存里值也不會受到任何影響。

if __name__ == "__main__":a = 1b = 2print(id(a))print(id(b))a = bprint(id(a))print(id(1))print(id(2))sys.exit(0)

輸出的是：
10919424
10919456
10919456
10919424
10919456
　　從輸出結果來看，很明顯同一塊內存數據其實是可以被多個變量引用，且常量和變量的內存地址是相對應的。
　　
　

def funa():a = 1print(id(a))if __name__ == "__main__":a = 1funa()print(id(a))a = 2print(id(a))funa()sys.exit(0)

輸出結果：
10919424
10919424
10919456
10919424

　　從輸出結果可以看出，若是當全局變量和局部變量的數值一致時，其對應的內存地址是一致的，當全局變量被賦予其他值時，其內存地址發生改變，而局部變量未有變化。
　　
　　
　　總結：Python變量的定義和賦值是同時進行的，Python的全局變量和局部變量的定義聲明時，是基于內存已有數據的基礎上，為變量分配地址進行引用，變量即對象的引用，而不是分別分配一塊內存進行賦值，所以變量不進行賦值的話就會出現未定義的錯誤,，這時就會出現一個問題，這將會造成一個問題就是對象和數據將會越來越多，會消耗很大的內存空間，這時將會啟動Python的垃圾回收機制，當某一段內存塊的引用計數為0時進行回收，這個是后話了。

變量的作用域—看不見的字典

　　C語言中每一對大括號作為一個代碼塊，if,for,while,switch語句是可以加上大括號的作為一個塊級作用域，for,while()語句在括號中定義的變量是包含在大括號里面的，就是包含在大括號的作用域里，而每一個代碼塊就是一個局部的作用域，所有代碼塊內部變量優先級大于代碼塊外的同名變量。
　　
　　Python的作用域，就如同是Python的基礎類型中的一部字典，在這部字典里記錄著值（對象）與指向值的名稱（變量），不同的作用域組成了不同的字典，而Python中能改變變量作用域的關鍵字只有class,def,lamba，所以在Python的關鍵語句(if,for,while…)中是不進行作用域的劃分的，所以在(if,for,while…)語句對變量進行賦值，其變量的作用域可以被外部所引用。
　　并且Python不存在塊級作用域，在嵌套作用域中會生成作用域鏈，由內到外，引用時優先選取內部同名變量。
　　在類與實例的作用域中
　　

class A():name = 'x'what = 'xx'print('A name id =',id(name))def __init__(self,name,age):self.name = 'xxx'self.age = 18def set(self):self.name = 'xxx'self.age = 18global namename = 'xx'print('set global name = ',id(name))#與A.what的內存地址相同print('set.name = ',self.name)#作用域是對于變量而言的而不是內存而言if __name__ == "__main__":a = A('xx',18)a.set()print('A id = ', id(A))print('a id = ', id(a))print('A.name = ',id(A.name))print('a.name id = ',id(a.name))print('A.what id = ', id(A.what))print('a.what id = ',id(a.what))print('A.set id = ', id(A.set))print('a.set id = ', id(a.set))sys.exit(0)

輸出的是：
A name id = 140654891768216
set global name = 140654890720536
set.name = xxx
A id = 20336920
a id = 140654890787168
A.name = 140654891768216
a.name id = 140654890720704
A.what id = 140654890720536
a.what id = 140654890720536
A.set id = 140654690844744
a.set id = 140654891845576

　　所以，作用域是對于變量而言的而不是內存而言,類與實例的作用域也是嵌套的
　　
　　
　　參考LEGB法則：
　　Local(本地作用域)–>Enclosing(閉包作用域)–>Global(全局作用域)–>Built-in(內建作用域)
　　函數內部–>嵌套函數內部–>模塊內部–>Python內建
　　LEGB法則： 當在函數中使用未確定的變量名時，Python會按照優先級依次搜索4個作用域，以此來確定該變量名的意義。首先搜索局部作用域(L)，之后是上一層嵌套結構中def或lambda函數的閉包作用域(E)，之后是全局作用域(G)，最后是內建作用域(B)。按這個查找原則，在第一處找到的地方停止。如果沒有找到，則會發出錯誤。
　　變量作用域在定義時已經設定好，與調用的位置無關。

name ="???" def funa():print(name)def funb():name = "123"funa()if __name__ == "__main__":funa()sys.exit(0)

輸出的是：
???
　　所以變量的作用域與是否調用無關，在變量定義時所處作用域已經設定完成。
　　

變量的生命周期—只要被需要便存在

　　C語言的局部變量是在函數調用完畢后進行自動銷毀，釋放棧區。
　　
　　 而基于Python存儲方式的特殊性，所以變量在函數調用完畢之后，并未立刻銷毀，對于Python的變量和變量所引用的對象，是使用類似堆的方式管理內存，由Python內部機制統一分配回收內存，當內存的某一對象或者變量的引用計數為0時則由Python的內存管理機制收回內存，或者對對象手動del掉對象以釋放內存，不過del掉的對象不影響對象中依然被外部變量有引用的值。
　　
　　

class A():def __init__(self):self.a = 123def funa(self):c = a+1print(id(c)) variable = None classA = Nonedef initA():global classAglobal variablee = A()variable = e.aclassA = eprint(id(e))print(id(e.a))if __name__ == "__main__":a = 1e = NoneinitA()print(id(classA))print(id(variable))del classA#print(id(classA))print(id(variable))sys.exit(0)

輸出結果是：
39697096
1409448784
39697096
1409448784
1409448784
　　　當函數被調用完，只要類實例還被引用，那么類實例依然存在類似c++的new，當del對象時，不影響對象還在被外部變量引用的值。
　　　
　　當我們若是del掉classA后，再輸入print(id(classA))，會出現如下錯誤：

Traceback (most recent call last):File "C:/Users/Administrator/PycharmProjects/pysidetest/demo.py", line 69, in <module>print(id(classA)) NameError: name 'classA' is not defined

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Python变量的理解与内存管理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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