Python 函数中,参数是传值,还是传引用?

By liuzhijun, 2017-03-15, 分类: Python技术

python

在 C/C++ 中,传值和传引用是函数参数传递的两种方式,在Python中参数是如何传递的?回答这个问题前,不如先来看两段代码。

代码段1:

def foo(arg):
    arg = 2
    print(arg)

a = 1
foo(a)  # 输出:2
print(a) # 输出:1

看了代码段1的同学可能会说参数是值传递。

代码段2:

def bar(args):
    args.append(1)

b = []
print(b)# 输出:[]
print(id(b)) # 输出:4324106952
bar(b)
print(b) # 输出:[1]
print(id(b))  # 输出:4324106952

看了代码段2,这时可能又有人会说,参数是传引用,那么问题来了,参数传递到底是传值还是传引用或者两者都不是?为了把这个问题弄清楚,先了解 Python 中变量与对象之间的关系。

变量与对象

Python 中一切皆为对象,数字是对象,列表是对象,函数也是对象,任何东西都是对象。而变量是对象的一个引用(又称为名字或者标签),对象的操作都是通过引用来完成的。例如,[]是一个空列表对象,变量 a 是该对象的一个引用

a = []
a.append(1)

在 Python 中,「变量」更准确叫法是「名字」,赋值操作 = 就是把一个名字绑定到一个对象上。就像给对象添加一个标签。

a = 1

a1tag

整数 1 赋值给变量 a 就相当于是在整数1上绑定了一个 a 标签。

a = 2

a2tag.png

整数 2 赋值给变量 a,相当于把原来整数 1 身上的 a 标签撕掉,贴到整数 2 身上。

b = a

ab2tag.png

把变量 a 赋值给另外一个变量 b,相当于在对象 2 上贴了 a,b 两个标签,通过这两个变量都可以对对象 2 进行操作。

变量本身没有类型信息,类型信息存储在对象中,这和C/C++中的变量有非常大的出入(C中的变量是一段内存区域)

函数参数

Python 函数中,参数的传递本质上是一种赋值操作,而赋值操作是一种名字到对象的绑定过程,清楚了赋值和参数传递的本质之后,现在再来分析前面两段代码。

def foo(arg):
    arg = 2
    print(arg)

a = 1
foo(a)  # 输出:2
print(a) # 输出:1

assign.png

在代码段1中,变量 a 绑定了 1,调用函数 foo(a) 时,相当于给参数 arg 赋值 arg=1,这时两个变量都绑定了 1。在函数里面 arg 重新赋值为 2 之后,相当于把 1 上的 arg 标签撕掉,贴到 2 身上,而 1 上的另外一个标签 a 一直存在。因此 print(a) 还是 1。

再来看一下代码段2

def bar(args):
    args.append(1)

b = []
print(b)# 输出:[]
print(id(b)) # 输出:4324106952
bar(b)
print(b) # 输出:[1]
print(id(b))  # 输出:4324106952

list_assign.png

执行 append 方法前 b 和 arg 都指向(绑定)同一个对象,执行 append 方法时,并没有重新赋值操作,也就没有新的绑定过程,append 方法只是对列表对象插入一个元素,对象还是那个对象,只是对象里面的内容变了。因为 b 和 arg 都是绑定在同一个对象上,执行 b.append 或者 arg.append 方法本质上都是对同一个对象进行操作,因此 b 的内容在调用函数后发生了变化(但id没有变,还是原来那个对象)

最后,回到问题本身,究竟是是传值还是传引用呢?说传值或者传引用都不准确。非要安一个确切的叫法的话,叫传对象(call by object)。如果作为面试官,非要考察候选人对 Python 函数参数传递掌握与否,与其讨论字面上的意思,还不如来点实际代码。

show me the code

def bad_append(new_item, a_list=[]):
    a_list.append(new_item)
    return a_list

这段代码是初学者最容易犯的错误,用可变(mutable)对象作为参数的默认值。函数定义好之后,默认参数 a_list 就会指向(绑定)到一个空列表对象,每次调用函数时,都是对同一个对象进行 append 操作。因此这样写就会有潜在的bug,同样的调用方式返回了不一样的结果。

>>> print bad_append('one')
['one']
>>> print bad_append('one')
['one', 'one']

list_default_value.png

而正确的方式是,把参数默认值指定为None

def good_append(new_item, a_list=None):
    if a_list is None:
        a_list = []
    a_list.append(new_item)
    return a_list

list_none_value.png

参考:http://python.net/~goodger/projects/pycon/2007/idiomatic/handout.html#other-languages-have-variables


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