python中變量的存儲原理是什么

本篇文章給大家分享的是有關(guān)python中變量的存儲原理是什么，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學(xué)習(xí)，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

變量的存儲

在高級語言中，變量是對內(nèi)存及其地址的抽象。

對于python而言，python的一切變量都是對象，變量的存儲，采用了引用語義的方式，存儲的只是一個變量的值所在的內(nèi)存地址，而不是這個變量的只本身。

引用語義：在python中，變量保存的是對象(值)的引用，我們稱為引用語義。采用這種方式，變量所需的存儲空間大小一致，因為變量只是保存了一個引用。也被稱為對象語義和指針語義。

值語義：有些語言采用的不是這種方式，它們把變量的值直接保存在變量的存儲區(qū)里，這種方式被我們稱為值語義，例如C語言，采用這種存儲方式，每一個變量在內(nèi)存中所占的空間就要根據(jù)變量實際的大小而定，無法固定下來。

由于python中的變量都是采用的引用語義，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型，導(dǎo)致了在python中每個變量中都存儲了這個變量的地址，而不是值本身；

對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來說，里面的存儲的也只只是每個元素的地址而已，下面給出基礎(chǔ)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型變量重新賦值的存儲變化：

1.數(shù)據(jù)類型重新初始化對python語義引用的影響

變量的每一次初始化，都開辟了一個新的空間，將新內(nèi)容的地址賦值給變量。對于下圖來說，我們重復(fù)的給str1賦值，其實在內(nèi)存中的變化如下右圖：

從上圖我們可以看出，str1在重復(fù)的初始化過程中，是因為str1中存儲的元素地址由'hello world'的地址變成了'new hello world'的。

2.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部元素變化重對python語義引用的影響

對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型來說，改變其內(nèi)部的值對于變量的影響：

當(dāng)對列表中的元素進(jìn)行一些增刪改的操作的時候，是不會影響到lst1列表本身對于整個列表地址的，只會改變其內(nèi)部元素的地址引用?？墒钱?dāng)我們對于一個列表重新初始化(賦值)的時候，就給lst1這個變量重新賦予了一個地址，覆蓋了原本列表的地址，這個時候，lst1列表的內(nèi)存id就發(fā)生了改變。上面這個道理用在所有復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型中都是一樣的。

變量賦值

1.str的賦值

我們剛剛已經(jīng)知道，str1的再次初始化（賦值）會導(dǎo)致內(nèi)存地址的改變，從上圖的結(jié)果我們可以看出修改了str1之后，被賦值的str2從內(nèi)存地址到值都沒有受到影響。

看內(nèi)存中的變化，起始的賦值操作讓str1和str2變量都存儲了‘hello world'所在的地址，重新對str1初始化，使str1中存儲的地址發(fā)生了改變，指向了新建的值，此時str2變量存儲的內(nèi)存地址并未改變，所以不受影響。

2.復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的賦值

剛剛我們看了簡單數(shù)據(jù)類型的賦值，現(xiàn)在來看復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化對應(yīng)內(nèi)存的影響。

上圖對列表的增加修改操作，沒有改變列表的內(nèi)存地址，lst1和lst2都發(fā)生了變化。

對照內(nèi)存圖我們不難看出，在列表中添加新值時，列表中又多存儲了一個新元素的地址，而列表本身的地址沒有變化，所以lst1和lst2的id均沒有改變并且都被添加了一個新的元素。

簡單的比喻一下，我們出去吃飯，lst1和lst2就像是同桌吃飯的兩個人，兩個人公用一張桌子，只要桌子不變，桌子上的菜發(fā)生了變化兩個人是共同感受的。

淺拷貝

首先，我們來了解一下淺拷貝。淺拷貝：不管多么復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，淺拷貝都只會copy一層。下面就讓我們看一張圖，來了解一下淺淺拷貝的概念。

看上面兩張圖，我們加入左圖表示的是一個列表

sourcelist，sourcelist = ['str1','str2','str3','str4','str5',['str1','str2','str3','str4','str5']]；

右圖在原有的基礎(chǔ)上多出了一個淺拷貝的copylist，

copylist = ['str1','str2','str3','str4','str5',['str1','str2','str3','str4','str5']]；

sourcelist和copylist表面上看起來一模一樣，但是實際上在內(nèi)存中已經(jīng)生成了一個新列表，copy了sourceLst，獲得了一個新列表，存儲了5個字符串和一個列表所在內(nèi)存的地址。

我們看下面分別對兩個列表進(jìn)行的操作，紅色的框框里面是變量初始化，初始化了上面的兩個列表；我們可以分別對這兩個列表進(jìn)行操作，例如插入一個值，我們會發(fā)現(xiàn)什么呢？如下所示：

從上面的代碼我們可以看出，對于sourceLst和copyLst列表添加一個元素，這兩個列表好像是獨立的一樣都分別發(fā)生了變化，但是當(dāng)我修改lst的時候，這兩個列表都發(fā)生了變化，這是為什么呢？我們就來看一張內(nèi)存中的變化圖：

我們可以知道sourceLst和copyLst列表中都存儲了一坨地址，當(dāng)我們修改了sourceLst1的元素時，相當(dāng)于用'sourceChange'的地址替換了原來'str1'的地址，所以sourceLst的第一個元素發(fā)生了變化。而copyLst還是存儲了str1的地址，所以copyLst不會發(fā)生改變。

當(dāng)sourceLst列表發(fā)生變化，copyLst中存儲的lst內(nèi)存地址沒有改變，所以當(dāng)lst發(fā)生改變的時候，sourceLst和copyLst兩個列表就都發(fā)生了改變。

這種情況發(fā)生在字典套字典、列表套字典、字典套列表，列表套列表，以及各種復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的嵌套中，所以當(dāng)我們的數(shù)據(jù)類型很復(fù)雜的時候，用copy去進(jìn)行淺拷貝就要非常小心。。。

深拷貝

深拷貝——即python的copy模塊提供的另一個deepcopy方法。深拷貝會完全復(fù)制原變量相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，在內(nèi)存中生成一套完全一樣的內(nèi)容，在這個過程中我們對這兩個變量中的一個進(jìn)行任意修改都不會影響其他變量。下面我們就來試驗一下。

看上面的執(zhí)行結(jié)果，這一次我們不管是對直接對列表進(jìn)行操作還是對列表內(nèi)嵌套的其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作，都不會產(chǎn)生拷貝的列表受影響的情況。我們再來看看這些變量在內(nèi)存中的狀況：

以上就是python中變量的存儲原理是什么，小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降?。希望你能通過這篇文章學(xué)到更多知識。更多詳情敬請關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。