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Python 中的引用和类属性的理解

Python培训

最近对Python 的对象引用机制稍微研究了一下,留下笔记,以供查阅。

首先有一点是明确的:「Python 中一切皆对象」。

那么,这到底意味着什么呢?

如下代码:

#!/usr/bin/env pythona = [0, 1, 2] # 来个简单的list# 最初,list 和其中各个元素的id 是这样的。print 'origin'print id(a),afor x in a:    print id(x), xprint '----------------------'# 我们把第一个元素改改print 'after change a[0]'a[0] = 4print id(a),afor x in a:    print id(x), xprint '----------------------'# 我们再把第二个元素改改print 'after change a[1]'a[1] = 5print id(a),afor x in a:    print id(x), xprint '----------------------'# 回头看看直接写个0 ,id是多少print 'how about const 0?'print id(0), 0

运行结果如下: 

PastgiftMacbookPro:python pastgift$ ./refTest.py Origin4299760200 [0, 1, 2]4298181328 04298181304 14298181280 2----------------------after change a[0]4299760200 [4, 1, 2]4298181232 44298181304 14298181280 2----------------------after change a[1]4299760200 [4, 5, 2]4298181232 44298181208 54298181280 2----------------------how about const 0?4298181328 0

从「Origin」部分来看,list 中各个元素的地址之间都正好相差24,依次指向各自的数据——这让我想到了数组。

当修改a[0] 的值之后,发现,a[0] 的地址发生了变化。也就是说,赋值语句实际上只是让a[0] 重新指向另一个对象而已。此外,还注意到,a[0] 的地址和a[2]的地址相差48(2个24)。

当再次修改a[1] 之后,同样地,a[1] 的地址也发生变化,有趣的是,这次a[1] 的地址和a[0] 的地址又相差24,和原先的a[2] 相差72(3个24)。

最后,当直接把数字0的地址打印出来后,发现它的地址和最开始的a[0] 的地址完全一样。

至此,基本可以说明,就算是list 中的元素,其实也是引用。修改list 中的元素,实际上还是在修改引用而已。

对于Python 中类属性,有人提到过「类属性在同一类及其子类之间共享,修改类属性会影响到同一类及其子类的所有对象」。

听着挺吓人,但仔细研究之后,其实倒也不是什么大不了的事情。

如下代码:

#!/usr/bin/env pythonclass Bird(object):    name = 'bird'    talent = ['fly']class Chicken(Bird):    passbird = Bird();bird2 = Bird(); # 同类实例chicken = Chicken(); # 子类实例# 最开始是这样的print 'Original attr'print id(bird.name),      bird.nameprint id(bird.talent),    bird.talentprint id(bird2.name),     bird2.nameprint id(bird2.talent),   bird2.talentprint id(chicken.name),   chicken.nameprint id(chicken.talent), chicken.talentprint '----------------------------'# 换个名字看看bird.name = 'bird name changed!'print 'after changing name'print id(bird.name),      bird.nameprint id(bird.talent),    bird.talentprint id(bird2.name),     bird2.nameprint id(bird2.talent),   bird2.talentprint id(chicken.name),   chicken.nameprint id(chicken.talent), chicken.talentprint '----------------------------'# 洗个天赋试试(修改类属性中的元素)bird.talent[0] = 'walk'print 'after changing talent(a list)'print id(bird.name),      bird.nameprint id(bird.talent),    bird.talentprint id(bird2.name),     bird2.nameprint id(bird2.talent),   bird2.talentprint id(chicken.name),   chicken.nameprint id(chicken.talent), chicken.talentprint '----------------------------'# 换个新天赋树(整个类属性全换掉)bird.talent = ['swim']print 'after reassign talent'print id(bird.name),      bird.nameprint id(bird.talent),    bird.talentprint id(bird2.name),     bird2.nameprint id(bird2.talent),   bird2.talentprint id(chicken.name),   chicken.nameprint id(chicken.talent), chicken.talentprint '----------------------------'# 洗掉新天赋树(对新来的类属性中的元素进行修改)bird.talent[0] = 'dance'print 'changing element after reassigning talent'print id(bird.name),      bird.nameprint id(bird.talent),    bird.talentprint id(bird2.name),     bird2.nameprint id(bird2.talent),   bird2.talentprint id(chicken.name),   chicken.nameprint id(chicken.talent), chicken.talentprint '----------------------------'

运行结果:

PastgiftMacbookPro:python pastgift$ ./changeAttributeTest.py Original attr4301998000 bird4301857352 ['fly']4301998000 bird4301857352 ['fly']4301998000 bird4301857352 ['fly']----------------------------after changing name4301986984 bird name changed!4301857352 ['fly']4301998000 bird4301857352 ['fly']4301998000 bird4301857352 ['fly']----------------------------after changing talent(a list)4301986984 bird name changed!4301857352 ['walk']4301998000 bird4301857352 ['walk']4301998000 bird4301857352 ['walk']----------------------------after reassign talent4301986984 bird name changed!4301859512 ['swim']4301998000 bird4301857352 ['walk']4301998000 bird4301857352 ['walk']----------------------------changing element after reassigning talent4301986984 bird name changed!4301859512 ['dance']4301998000 bird4301857352 ['walk']4301998000 bird4301857352 ['walk']----------------------------

在「Origin」的时候,同类对象,子类对象的相同类属性的地址都是相同的——这就是所谓的「共享」。

修改name 之后,只有被修改的对象name 属性发生变化。这是因为对name的赋值操作实际上就是换了一个字符串,重新引用。字符串本身并没有发生变化。所以并没有在同类和子类之间产生互相影响。

接下来,修改talent 中的元素。这时,情况有所改变:同类及其子类的talent 属性都一起跟着变了——这很好理解,因为它们都引用的内存地址都一样,引用的是同一个对象。

再接下来,给talent 重新赋值,也就是改成引用另外一个对象。结果是只有本实例的talent 属性变化了。从内存地址可以看出,本实例和其他实例的talent 属性已经不再指向相同的对象了。就是说「至此,本实例已经是圈外人士了」。

那么,最后再次修改talent 中元素后,对其他实例无影响的结果也是很好理解了。因为已经是「圈外人士」了嘛,我再怎么折腾也都是自己的事情了。

所以,「类属性在同类及其子类之间互相影响」必须有一个前提条件:实例建立后,其类属性从来没有被重新赋值过,即类属性依然指向最初所指向的内存地址。

最后提一下对象属性

如下代码:

#!/usr/bin/env pythonclass Bird(object):    def __init__(self):        self.talent = ['fly']bird = Bird()bird2 = Bird()# 刚开始的情形print 'Origin'print id(bird.talent), bird.talentprint id(bird2.talent), bird2.talentprint '--------------------'# 修改其中一个对象的属性bird.talent[0] = 'walk'print 'after changing attribute'print id(bird.talent), bird.talentprint id(bird2.talent), bird2.talentprint '--------------------'# 作死:两个对象的属性指向同一个内存地址,再修改bird.talent = bird2.talentbird.talent[0] = 'swim'print 'assign to another attribute and change it'print id(bird.talent), bird.talentprint id(bird2.talent), bird2.talentprint '--------------------'运行结果:PastgiftMacbookPro:python pastgift$ ./changeAttributeTest2.py Origin4299867632 ['fly']4299760200 ['fly']--------------------after changing attribute4299867632 ['walk']4299760200 ['fly']--------------------assign to another attribute and change it4299760200 ['swim']4299760200 ['swim']--------------------

由于对象属性就算内容完全一样(刚初始化后的属性内容一般都是一样的),也会分配到完全不同的内存地址上去。所以不存在「同类对象之间影响」的情况。

但如果让一个对象的属性和另一个对象的属性指向同一个地址,两者之间(但也仅限两者之间)便又互相牵连起来。


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