如何通过引用传递变量?
如何通过引用传递变量?
参数是按引用还是按值传递的?如何通过引用传递参数,以便下面的代码输出\'Changed\'
而不是\'Original\'
?
class PassByReference: def __init__(self): self.variable = 'Original' self.change(self.variable) print(self.variable) def change(self, var): var = 'Changed'
另请参阅:为什么函数可以修改一些参数,但不能修改其他参数,被调用者如何感知?
这个问题源于对Python中变量的误解。如果你习惯于大多数传统的编程语言,你可能有一个关于以下序列中发生的事情的心理模型:
a = 1 a = 2
你可能认为 a
是一个存储值为 1
的内存位置,然后被更新为存储值为 2
的位置。但在Python中,情况并不是这样的。实际上,a
最开始是一个引用,指向一个值为 1
的对象,然后被重新赋值为一个引用,指向一个值为 2
的对象。这两个对象可能继续共存,即使 a
不再引用第一个对象;实际上,它们可能被程序中任意数量的其他引用共享。
当你用参数调用函数时,会创建一个新的引用,指向传递的对象。这个引用是与函数调用中使用的引用不同的,所以没有办法更新那个引用并使它引用一个新的对象。在你的例子中:
def __init__(self): self.variable = 'Original' self.Change(self.variable) def Change(self, var): var = 'Changed'
self.variable
是一个引用,指向字符串对象 'Original'
。当你调用 Change
函数时,你创建了一个指向该对象的第二个引用 var
。在函数内部,你将引用 var
重新赋值为另一个字符串对象 'Changed'
,但引用 self.variable
是独立的,不会改变。
唯一的解决办法是传递一个可变对象。因为两个引用都指向同一个对象,所以对该对象的任何更改都会反映在两个位置。
def __init__(self): self.variable = ['Original'] self.Change(self.variable) def Change(self, var): var[0] = 'Changed'
参数是通过赋值传递的。其背后的理由有两个:
- 传递的参数实际上是对一个对象的引用(但引用是按值传递的)
- 某些数据类型是可变的,而其他数据类型则不是
所以:
-
如果你将一个可变对象传递给一个方法,该方法会获得对同一对象的引用,你可以对它进行任意的修改,但是如果你在方法中重新绑定引用,外部作用域将对此一无所知,当你完成后,外部引用仍将指向原始对象。
-
如果你将一个不可变对象传递给一个方法,你仍然不能重新绑定外部引用,甚至也不能修改该对象。
为了更清楚地说明,让我们来看一些例子。
列表 - 一种可变类型
让我们尝试修改传递给方法的列表:
def try_to_change_list_contents(the_list): print('got', the_list) the_list.append('four') print('changed to', the_list) outer_list = ['one', 'two', 'three'] print('before, outer_list =', outer_list) try_to_change_list_contents(outer_list) print('after, outer_list =', outer_list)
输出:
before, outer_list = ['one', 'two', 'three'] got ['one', 'two', 'three'] changed to ['one', 'two', 'three', 'four'] after, outer_list = ['one', 'two', 'three', 'four']
由于传递的参数是对outer_list
的引用,而不是它的副本,因此我们可以使用可变列表方法对其进行更改,并将更改反映在外部作用域中。
现在让我们看看当我们尝试更改作为参数传递的引用时会发生什么:
def try_to_change_list_reference(the_list): print('got', the_list) the_list = ['and', 'we', 'can', 'not', 'lie'] print('set to', the_list) outer_list = ['we', 'like', 'proper', 'English'] print('before, outer_list =', outer_list) try_to_change_list_reference(outer_list) print('after, outer_list =', outer_list)
输出:
before, outer_list = ['we', 'like', 'proper', 'English'] got ['we', 'like', 'proper', 'English'] set to ['and', 'we', 'can', 'not', 'lie'] after, outer_list = ['we', 'like', 'proper', 'English']
由于the_list
参数是按值传递的,将新列表分配给它对方法外部的代码没有影响。 the_list
是对outer_list
引用的一个副本,我们将the_list
指向了一个新的列表,但没有办法改变outer_list
指向的位置。
字符串 - 一个不可变类型
由于它是不可变的,所以我们无法改变字符串的内容。
现在,让我们尝试改变引用。
def try_to_change_string_reference(the_string): print('got', the_string) the_string = 'In a kingdom by the sea' print('set to', the_string) outer_string = 'It was many and many a year ago' print('before, outer_string =', outer_string) try_to_change_string_reference(outer_string) print('after, outer_string =', outer_string)
输出:
before, outer_string = It was many and many a year ago got It was many and many a year ago set to In a kingdom by the sea after, outer_string = It was many and many a year ago
同样地,由于the_string
参数是按值传递的,因此将新字符串赋值给它对外部代码没有任何影响。 the_string
是对outer_string
引用的副本,我们将the_string
指向一个新的字符串,但没有办法更改outer_string
指向的位置。
我希望这能帮助您了解一些内容。
编辑:已经注意到这并没有回答 @David 最初提出的问题:“有什么办法可以通过实际引用来传递变量吗?”。让我们解决这个问题。
如何解决这个问题?
正如 @Andrea 的回答所示,您可以返回新值。这不会改变传入的方式,但确实让您获取所需的信息:
def return_a_whole_new_string(the_string): new_string = something_to_do_with_the_old_string(the_string) return new_string # then you could call it like my_string = return_a_whole_new_string(my_string)
如果您真的想避免使用返回值,您可以创建一个类来保存您的值并将其传递到函数中,或者使用现有的类,例如列表:
def use_a_wrapper_to_simulate_pass_by_reference(stuff_to_change): new_string = something_to_do_with_the_old_string(stuff_to_change[0]) stuff_to_change[0] = new_string # then you could call it like wrapper = [my_string] use_a_wrapper_to_simulate_pass_by_reference(wrapper) do_something_with(wrapper[0])
虽然这看起来有点繁琐。