Python 函式中,引數是傳值,還是傳引用?
在 C/C++ 中,傳值和傳引用是函式引數傳遞的兩種方式,在Python中引數是如何傳遞的?回答這個問題前,不如先來看兩段程式碼。
程式碼段1:
def foo(arg): arg = 2 print(arg) a = 1 foo(a) # 輸出:2 print(a) # 輸出:1
看了程式碼段1的同學可能會說引數是值傳遞。
程式碼段2:
def bar(args): args.append(1) b = [] print(b)# 輸出:[] print(id(b)) # 輸出:4324106952 bar(b) print(b) # 輸出:[1] print(id(b)) # 輸出:4324106952
看了程式碼段2,這時可能又有人會說,引數是傳引用,那麼問題來了,引數傳遞到底是傳值還是傳引用或者兩者都不是?為了把這個問題弄清楚,先了解 Python 中變數與物件之間的關係。
變數與物件
Python 中一切皆為物件,數字是物件,列表是物件,函式也是物件,任何東西都是物件。而變數是物件的一個引用(又稱為名字或者標籤),物件的操作都是通過引用來完成的。例如,[]
是一個空列表物件,變數 a
是該物件的一個引用
a = [] a.append(1)
在 Python 中,「變數」更準確叫法是「名字」,賦值操作 =
就是把一個名字繫結
a = 1
整數 1 賦值給變數 a 就相當於是在整數1上綁定了一個 a 標籤。
a = 2
整數 2 賦值給變數 a,相當於把原來整數 1 身上的 a 標籤撕掉,貼到整數 2 身上。
b = a
把變數 a 賦值給另外一個變數 b,相當於在物件 2 上貼了 a,b 兩個標籤,通過這兩個變數都可以對物件 2 進行操作。
變數本身沒有型別資訊,型別資訊儲存在物件中,這和C/C++中的變數有非常大的出入(C中的變數是一段記憶體區域)
函式引數
Python 函式中,引數的傳遞本質上是一種賦值操作,而賦值操作是一種名字到物件的繫結過程,清楚了賦值和引數傳遞的本質之後,現在再來分析前面兩段程式碼。
def foo(arg): arg = 2 print(arg) a = 1 foo(a) # 輸出:2 print(a) # 輸出:1
在程式碼段1中,變數 a 綁定了 1,呼叫函式 foo(a) 時,相當於給引數 arg 賦值 arg=1
,這時兩個變數都綁定了 1。在函式裡面 arg 重新賦值為 2 之後,相當於把 1 上的 arg 標籤撕掉,貼到 2 身上,而 1 上的另外一個標籤 a 一直存在。因此 print(a) 還是 1。
再來看一下程式碼段2
def bar(args): args.append(1) b = [] print(b)# 輸出:[] print(id(b)) # 輸出:4324106952 bar(b) print(b) # 輸出:[1] print(id(b)) # 輸出:4324106952
執行 append 方法前 b 和 arg 都指向(繫結)同一個物件,執行 append 方法時,並沒有重新賦值操作,也就沒有新的繫結過程,append 方法只是對列表物件插入一個元素,物件還是那個物件,只是物件裡面的內容變了。因為 b 和 arg 都是繫結在同一個物件上,執行 b.append 或者 arg.append 方法本質上都是對同一個物件進行操作,因此 b 的內容在呼叫函式後發生了變化(但id沒有變,還是原來那個物件)
最後,回到問題本身,究竟是是傳值還是傳引用呢?說傳值或者傳引用都不準確。非要安一個確切的叫法的話,叫傳物件(call by object)。如果作為面試官,非要考察候選人對 Python 函式引數傳遞掌握與否,與其討論字面上的意思,還不如來點實際程式碼。
show me the code
def bad_append(new_item, a_list=[]): a_list.append(new_item) return a_list
這段程式碼是初學者最容易犯的錯誤,用可變(mutable)物件作為引數的預設值。函式定義好之後,預設引數 a_list
就會指向(繫結)到一個空列表物件,每次呼叫函式時,都是對同一個物件進行 append 操作。因此這樣寫就會有潛在的bug,同樣的呼叫方式返回了不一樣的結果。
>>> print bad_append('one') ['one'] >>> print bad_append('one') ['one', 'one']
而正確的方式是,把引數預設值指定為None
def good_append(new_item, a_list=None): if a_list is None: a_list = [] a_list.append(new_item) return a_list
參考:http://python.net/~goodger/projects/pycon/2007/idiomatic/handout.html#other-languages-have-variables
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