Python基础知识(六)2021.2.4

1581-洪同学

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(三)函数也是对象,内存底层分析

Python中一切皆是对象,实际上,执行def定义函数后,系统就创建了相应的函数对象。

def print_star(n):
    print("*"*n)

print(print_star)
print(id(print_star))

c = print_star
c(10)

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当上面的代码执行def时,系统中就会创建函数对象,并通过print_star这个变量进行引用。当执行c=print_star后,显然将print_star变量的值赋值给了变量c,内存图如下:

Python基础知识(六)2021.2.4Python中,圆括号意味着调用函数,在没有圆括号的情况下,Python会把函数当作普通对象

# 如下操作也可以,但是没有必要
zhengshu = int
zhengshu("234")

(四)变量的作用域(全局变量和局部变量)

变量起作用的范围叫做变量的作用域,不同的作用域内同名变量之间互不影响

全局变量

  1. 在函数和类定义之外声明的变量。作用域为定义的模块,从定义位置开始直到模块结束。
  2. 全局变量降低了函数的通用性和可靠性,应该尽量避免全局变量的使用
  3. 全局变量一般当作常量使用
  4. 函数内要改变全局变量的值,使用global声明一下

局部变量

  1. 在函数体中(包含形式参数)声明的变量
  2. 局部变量的引用比全局变量快优先考虑使用
  3. 如果局部变量和全局变量同名,则在函数内隐藏全局变量,只使用同名的局部变量【so 要用global声明】

相关测试

【操作1】全局变量的作用域测试

a = 100
def f1():
    global a
    print(a)
    a = 200

f1()
print(a)

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【操作2】全局变量和局部变量的同名测试

a = 100
def f1():
    a = 1
    print(a)
    
f1()
print(a)

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【操作3】输出局部变量和全局变量

# 返回所有局部变量
locals()
# 返回所有全局变量
globals()
a = 100
def f1(a,b,c):
    print(a,b,c)
    print(locals())
    print("#"*20)
    print(globals())

f1(1,2,3)

Python基础知识(六)2021.2.4注意:局部变量的查询和访问速度比全局变量快,优先考虑使用,尤其是在循环的时候。在特别强调效率的地方或者循环次数较多的地方,可以通过将全局变量转化为局部变量提高运行速度。

(五)参数的传递

  • 函数的参数传递本质上就是:从实参到形参的赋值操作
    Python 中“一切皆对象”, 所有的赋值操作都是“引用的赋值”。所以,Python 中参数的传递都是“引用传递”,不是“值传递”。具体操作时分为两类:
  1. 对“可变对象”进行“写操作”,直接作用于原对象本身。
  2. 对“不可变对象”进行“写操作”,会产生一个新的“对象空间”,并用新的值填充这块空间。(起到其他语言的“值传递”效果,但不是“值传递”)

可变对象有: 字典、列表、集合、自定义的对象等

不可变对象有: 数字、字符串、元组、function 等

传递可变对象的引用

在函数体中不创建新的对象拷贝,而是可以直接直接修改所传递的对象。
【操作】参数传递:传递可变对象的引用

b = [10,20]
def f2(m):
    print("M:",id(m))
    m.append(30)

f2(b)
print("b:",id(b))
print(b)

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在堆空间分配有[10,20],在栈空间为b分配内存,b指向[10,20]。在f2执行的时候在栈区建立栈帧(stack frame),其中局部变量m和b指向同一片内存空间,由于[10,20]是可变对象,所以append(30)同样也是对原对象进行操作。

传递不可变对象的引用

传递参数是不可变对象(例如:int、float、字符串、元组、布尔值),实际传递的还是对象的引用。在”赋值操作”时,由于不可变对象无法修改,系统会新创建一个对象
【操作】参数传递:传递不可变对象的引用

a = 100
def f1(n):
    print("n:",id(n))
    n = n+200
    print("n:",id(n))
    print(n)

f1(a)
print("a:",id(a))

Python基础知识(六)2021.2.4在n被赋值后,由于a是不可变对象,因此创建新的对象n。n是局部变量只在函数内部有效,在外部仍然是之前的n存在。

(六)浅拷贝和深拷贝

浅拷贝:不拷贝子对象的内容,只是拷贝子对象的引用。copy()
深拷贝:会连子对象的内存也全部拷贝一份,对子对象的修改不会影响源对象。deepcopy()
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【操作】测试浅拷贝和深拷贝

import copy

def testcopy():
    '''test copy'''
    a = [1,2,[5,6]]
    b = copy.copy(a)

    print("a:",a)
    print("b:",b)
    b.append(30)
    b[2].append(7)
    print("浅拷贝......")
    print("a:",a)
    print("b:",b)

testcopy()

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import copy

def testcopy():
    '''test deepcopy'''
    a = [1,2,[5,6]]
    b = copy.deepcopy(a)

    print("a:",a)
    print("b:",b)
    b.append(30)
    b[2].append(7)
    print("浅拷贝......")
    print("a:",a)
    print("b:",b)

testcopy()

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传递不可变对象包含的子对象是可变的情况

传递不可变对象时,不可变对象里面包含的子对象是可变的 。则方法内修改了这个可变对象,源对象也发生了变化。

a = (10,20,[5,6]) 
print("a:",id(a)) 
def test01(m): 
	print("m:",id(m)) 
	m[2][0] = 888 
	print(m) 
	print("m:",id(m)) 

test01(a) 
print(a)

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(七)参数的类型(4种)

1. 位置参数

函数调用时,实参默认按位置顺序传递,需要个数和形参匹配。按位置传递的参数,称为位置参数。

2. 默认值参数

为某些参数设定默认值,这样这些参数在传递时就是可选的。默认值参数必须放在最后

3. 命名参数

可以按照形参的名称传递参数,也称关键字参数。

4. 可变参数(可变数量的参数)

  1. *param:将多个参数收集到一个“元组”对象中
  2. **param:将多个参数收集到一个“字典”对象中
def f1(a,b,*c):
    print(a,b,c)

f1(8,9,19,20)

def f2(a,b,**c):
    print(a,b,c)

f2(8,9,name='gaoqi',age=18)

def f3(a,b,*c,**d):
    print(a,b,c,d)

f3(8,9,20,30,name='gaoqi',age=18)

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强制命名参数

在带星号的“可变参数”后面新增加的参数,必须在调用的时候“强制命名参数”。

def f1(*a,b,c): 
	print(a,b,c) 

#f1(2,3,4) #会报错。由于 a 是可变参数,将 2,3,4 全部收集。造成 b 和 c 没有赋值。 
f1(2,b=3,c=4

(八)lambda表达式和匿名函数

  • lambda表达式可以用来声明匿名函数。lambda 函数是一种简单的、在同一行中定义函数的方法。
  • lambda 函数实际生成了一个函数对象
  • lambda 表达式只允许包含一个表达式,不能包含复杂语句,该表达式的计算结果就是函数的返回值
  • lambda 表达式的基本语法如下:
lambda arg1,arg2,arg3... : <表达式> 
arg1/arg2/arg3 为函数的参数。
<表达式>相当于函数体。
运算结果是:表达式的运算结果。
f = lambda a,b,c:a+b+c
print(f)
print(f(2,3,4))

# 还作为列表的元素存在
g = [lambda a:a*2,lambda b:b*3,lambda c:c*4]
print(g[0](2),g[1](3),g[2](4))

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(九)eval()函数用法

  • 功能:将字符串 str 当成有效的表达式来求值并返回计算结果。
eval(source[, globals[, locals]]) -> value 
source:一个 Python 表达式或函数 
compile()返回的代码对象 
globals:可选。必须是 dictionary 
locals:可选。任意映射对象
s = "print('abcdf')"
eval(s)

a = 10
b = 20
eval("print(a+b)")

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eval 函数会将字符串当做语句来执行,因此会被注入安全隐患。比如:字符串中含有删除文件的语句。那就麻烦大了。因此,使用时候,要慎重!!!

dict1 = dict(a=100,b=200)
d = eval("a+b",dict1)
print(d)

(十)递归函数

  • 递归函数指的是:自己调用自己的函数,在函数体内部直接或间接的自己调用自己。递归类 似于大家中学数学学习过的“数学归纳法”。
  • 每个递归函数必须包含两个部分: 1. 终止条件 表示递归什么时候结束。一般用于返回值,不再调用自己。 2. 递归步骤 把第 n 步的值和第 n-1 步相关联。 递归函数由于会创建大量的函数对象、过量的消耗内存和运算能力。在处理大量数据时,谨慎使用
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原文地址:《Python基础知识(六)2021.2.4》 发布于2021-02-07

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