【Python】Python学习笔记（五）对象

对象和类型

Python中将一切都视为对象。在语法的很多细节上通过上层封装掩盖了底层逻辑，故需要仔细理解Python中底层的操作机制，才能避免在一些基本问题上出错。

对象

对象就是内存中的一块存放着数据的区域，拥有唯一的标识符。

在Python中，任意元素都是对象，而每个对象都有标识符、类型和值等属性。
使用id()函数可以以查看任意元素的标识符。

如上述变量n的id和5的id就是相同的，通常情况下是内存地址。

二值交换

在cpp中，我们如何交换两个变量的值？
通常做法是需要借助第三个临时变量：

int a,b,t;
t = a;
a = b;
b = t;

而在Python中，似乎拥有一种更加简单，无需通过临时变量的方法即可交换：

a, b= b, a;

从内存角度来看，这两种语言在交换时是存在区别的。

cpp
有三个内存区域，我们可以想象成三个抽屉，这三个抽屉分别贴上了a，b，t的标签（变量名）。
在交换a，b元素的时候，先得a抽屉里的内容复制一份到t中；
再把a抽屉里面的内容从b中复制一份，覆盖掉a抽屉原本的内容；
最后将t中存放a原本内容的副本，复制到b中，将b原本的内容覆盖。
完成这些步骤后，a中放着b之前元素的复制，b中放着a之前元素的复制。如此一来，就完成了二值交换的过程。在内存中，原本a元素所在的地址中的内容确确实实变成了b的值，b同理。
Python
仍然可以将内存中的两个区域想象成两个抽屉，抽屉上贴着两个标签a，b。Python的交换方法非常简单，其直接把这两个抽屉的标签“撕了下来”，将原本的a抽屉贴上了b标签，b抽屉贴上了a标签。
这样一来，再去查询b抽屉的时候，实际上就是之前的a抽屉，其中的内容也是之前a抽屉的值，现在的a抽屉同样如此。这样一来，看上去就完成了a与b的交换，而实际上在内存中，原本a和b地址所存放的数值并没有交换，只是这些内存地址的名字发生了变化。

在cpp中，变量名和内存区域是绑定的，而在Python中，内存区域和值是绑定的，这是两者最大的区别。
通俗来说：若把cpp的内存区域看成一个抽屉，那么这个抽屉上面的标签是“撕不下来”的，但是里面的内容是可以被更改的。而Python恰恰相反，这个抽屉和里面的内容是绑定的，但是它的标签却可以随意更改。

在Python中，任何一个内存区域和其中的值永远被视为一体，叫做对象。

每个对象拥有唯一的标识符（通常是内存地址）。

每一个对象可以拥有数个“名字”，所谓的变量也只不过是某个对象的一个“名字罢了”。

也就是存在多个变量指向同一个对象（指向内存当中同一个抽屉）。

如上图，看似存在abcdf五个变量，倘若这五个变量的值都是1，那么他们实际上都指向同一块存放着“1”这个值的内存区域，故他们的标识符都相等。即实际上这五个变量名只不过是“1”这个对象的马甲而已。

数据和内存区域密不可分，被叫做对象，这一点和对象名与内存区域密不可分，而数据可变的cpp完全不同。

cpp的情况：

在cpp中，虽然这五个变量都是5，但是5只是这些“抽屉中的值”，这5个变量实实在在的和五个抽屉所绑定。

从以上的例子，可以总结出Python对象的几个特点和性质：

• 变量是对象的引用，它只是关联到对象的一个名字。
• 在对变量进行赋值操作时，不会复制对象的值（即不会改变内存中某一个区域里面存放的内容），只会改变引用对象。
• 在Python中，一切皆为对象。对象占一定的存储空间，并拥有标识符、类型和值等属性。

变量看似会变，实际上只是对于内存中不同不变数据的引用而已。

可变类型和不可变类型

上述所举的数字属于不可变类型，即一旦在内存中生成某个存放某一数值的内存区域后，这一内存区域的值就不能再发生改变。这一点是由Python内存区域和值的紧密结合性而定。

Python中也存在一些值可以发生改变的类型。

• 可变类型：列表、字典、集合。
• 不可变类型：数字、字符串、元组。

身份运算符

x is y ：如果x和y引用了同一个对象，则生成True，否则生成False。
x is not y：如果x和y不是同一个对象则生成True，否则生成False。

通常情况下会使用身份运算符比较可变类型，因为可变类型存在值相等但是标识符不同的情况（即存在内存中不同区域存放了相同值的情况）

赋值语句

前面的例子可以看出，Python中由于是将内存区域与值进行绑定，故对于不可变类型不存在修改内存区域内容的问题，那么赋值语句实际上并没有同cpp一般，改变了某一个变量所引用的内存区域中的数据内容。

可以总结出赋值语句的一些特性：

• 等号右边的值没有复制到等号左边。
• 等号左边的变量名绑定到等号右边的对象（使变量可盈引用对象）。
• 等号左边的变量名如果是第一次使用，则新生成一个变量。

del语句

del语句可以解除一个名称与对象的引用，如果该名称是对象的唯一引用，那么程序就会释放该对象的内存。

个人心得

在初学c和cpp的时候，最头疼的无疑是数据类型，要仔细的分辨各种数据类型的数据范围，也要弄清楚语言在内存当中具体是如何操作的。数据类型的那张大表已经成了任何c/cpp教材第一章或者第二章的老主顾。
但Python显然通过对象和引用关系自动封装了“数据类型”一说，在创建任何一个变量的时候，Python会通过引用的方式自动给你连接合适的数据类型，对于数据的修改也变成了“自动引用”新的对象，就不存在所谓的数据类型的大问题。
当然，作为程序的使用者，我们仍然需要知道Python中对于各种数据类型其的一些细节，但是无疑，花开两朵，各表一枝，Python与cpp在底层对于内存数据的使用上决定了其的学习方式和关注点的不同。