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python黑魔法之参数传递

这篇文章主要介绍了python黑魔法之参数传递,分析了python参数传递的方法,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
我们都听说,python世界里面,万物皆对象。
怎么说万物皆对象呢?最常见的:

> class A: pass
> a = A()

我们说a是一个对象。
那么既然是万物了,其实A也是对象。3 也是对象。True 也是对象。"hello" 也是对象。
> def Func(): pass
o~yee, Func 也是对象。
那么对象之间的传递是如何呢?我们看看下面两个简单的例子:

> a = 3
> b = a
> b = 3 + 1
> print b
4
> print a
3

> a = []
> b = a
> b.append(1)

> print a
[1]
> print b
[1]

不是都说python所有对象都是引用传递吗?为毛第一个b不是3?
好吧。事实是,在python的实现上,对象分为mutable 和 immutable。
这里说的对象分类,是说在实现上具备这样的特性。而非对象本身的属性。
什么是immutable?表示对象本身不可改变。这里先记住一点,是对象 本身 不可改变。
什么叫做对象本身不可改变呢?
一个简单的例子:

> a = (1,2,3)
> a[0] = 10  

TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
元组的元素在初始化后就不能再被改变。也就是说,元组对象具备immutable的特性。
那么很简单,相对的,mutable 就是可变的。比如:

> a = {}
> a[0] = 10

有了上面的两个例子,相信大家已经有了基本的认识。
那么,在python世界中,哪些是具备immutable特性,哪些又是mutable的呢?
简单讲,基本类型都是immutable, 而object都是mutable的。
比如说:int, float, bool, tuple 都是immutable。
再比如:dict, set, list, classinstance 都是mutable的。
那么问题来了。既然说基本类型是 immutable ,那么最上面的 b = 3 + 1 为什么不会像tuple一样,抛异常呢?
原因在于,int 对+操作会执行自己的__add__方法。而__add__方法会返回一个新的对象。
事实是,当基本类型被改变时,并不是改变其自身,而是创建了一个新的对象。最终返回的是新的对象的引用。
怎么证明?
我们可以使用一个叫做id()的函数。该函数会返回对象的一个唯一id(目前的实现可以间接理解为对象的内存地址)。
那么我们看下:

> a = 3
> id(a)
140248135804168

> id(3)
140248135804168

> id(4)
140248135804144

> a = a + 1
> id(a)
140248135804144

you see ? 当我们执行a=a+1 后,id(a) 已经改变了。
深究一点,为什么会这样呢?
其实,a = a + 1 经历了两个过程:

  • 1、a + 1
  • 2、a 赋值

第2步只是一个引用的改变。重点在第1步。a + 1,那么python实际上会调用a.__add__(1)。
对于int类型__add__函数的实现逻辑,是创建了一个新的int对象,并返回。
不知道细心的你有没有发现一个特别的地方?
id(4)的值等于id(3+1) 。这个只是python对int,和bool做的特殊优化。不要以为其他基本类型只要值一样都会指向相同的对象。
有个特殊的例子,str。做个简单的实验:

> a = "hello"
> id(a)
4365413232
> b = "hell"
> id(b)
4365386208

> id(a[:-1])
4365410928
> id(a[:-1])
4365413760

看到了吗?虽然值相同,但是还是指向(创建)了不同的对象,尤其是最后两句,哪怕执行相同的操作,依然创建了不同的对象。
python这么傻,每次都创建新的对象?
no no no 他只是缓存了“一些”结果。我们可以再试试看:

> a = "hello"
> ret = set()
> for i in range(1000):
  ret.add(id(a[:-1]))
> print ret
{4388133312, 4388204640}

看到了吗?python还是挺聪明的。不过具体的缓存机制我没有深究过,期望有同学能分享下。
再次回到我们的主题,python中参数是如何传递的?
答案是,引用传递。
平时使用静态语言的同学(比如我),可能会用下面的例子挑战我了:

def fun(data):
  data = 3

a = 100
func(a)

print a # 100

不是尼玛引用传递吗?为毛在执行func(a)后,a 的值没有改变呢?这里犯了一个动态语言基本的错误。
data=3,语义上是动态语言的赋值语句。千万不要和C++之类的语言一个理解。
看看我们传入一个mutable 的对象:

> def func(m):
  m[3] = 100

> a = {}
> print a
{}
> func(a)
> print a
{3:100}

现在同学们知道该如何进行参数传递了吧?好嘞,进阶!
像很多语言如C++,js,swift... 一样,python 的函数声明支持默认参数:
def func(a=[]): pass
不知道什么意思?自己看书去!
我这里要说的是,如果我们的默认参数是mutable类型的对象,会有什么黑魔法产产生?
我们看看下面的函数:

def func(a=[]):
  a.append(3)
  return a

可能有同学会说了:我去!这么简单?来骗代码的吧?
但是,真的这么简单吗?我们看下下面的调用结果:

> print func()
[3]
> print func()
[3,3]
> print func()
[3,3,3]

这真的是你想要的结果吗?
No,我要的是[3],[3],[3]!
原因?好吧,我们再用下id()神奇看看:

def func(a=[]):
  print id(a)
  a.append(3)
  return a

> print func()
4365426272
[3]
> print func()
4365426272
[3, 3]
> print func()
4365426272
[3, 3, 3]

明白没?原来在python中,*默认参数不是每次执行时都创建的!*
这下你再想想,曾经嘲笑过的代码(至少我)为什么要 多此一举:

def func(a=None):
  if a is None:
    a = []

这里在顺带提一下==, is:
== : 值比较
is : 比较左右两边是否是同一个对象。 a is b ==> id(a) == id(b)
ok, let's move on!
我们都知道,在python中,不定参数我们可以这样定义:
def func(*args, **kv): pass
什么你不知道?看书去!
那args和kv到底是什么情况呢?到底是mutable 还是 immutable 呢?
再一次请出id()神器:

def func(*args):
  print id(args)


> a = [1,2]
> print id(a)
4364874816
> func(*a)
4364698832
> func(*a)
4364701496

看到了吧?实际上args也会产生一个新的对象。但是值是填入的传入参数。那么每一个item也会复制吗?
我们再看看:

def func(*args):
  print id(args[0])

> a = [1,2]
> print id(a[0])
140248135804216
> func(*a)
140248135804216

答案是,No。值会像普通list赋值一样,指向原先list(a)所引用的对象。
那么为什么会这样呢?
python的源码就是这么写的.......
最最后,还记得我说过的一句话吗?
immutable 限制的是对象本身不可变
意思就是说,对象的immtable 只是限制自身的属性能否被改变,而不会影响到其引用的对象。
看下下面的例子:

> a = [1,2]
> b = (a,3)
> b[1] = 100
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

> print b
([1, 2], 3)
> b[0][0] = 10
> print b
([10, 2], 3)

最最最后,我有个对象,它本身应该是 mutable 的,但是我想让他具备类似immutable的特性,可以吗?
答案是,可以模拟!
还是之前说的,immutable 限制的是其自身属性不能改变。
那么,我们的可以通过重定义(重载)属性改变函数,来模拟immutable特性。
python可以吗?O~Yee
在python的类函数中,有这样的两个函数: __setattr__ 和 __delattr__。分别会在对象属性赋值和删除时执行。
那么我们可以进行简单重载来模拟immutable:

class A:
  def __setattr__(self, name, val):
    raise TypeError("immutable object could not set attr")

以上就是为大家介绍的python黑魔法,希望对大家的学习有所帮助。

吐了个 "CAO" !
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