Question

正如你看到的，变量保存字符串和整数值。在交互式环境中输入以下代码：

>>> spam = 42
>>> cheese = spam
>>> spam = 100
>>> spam
100
>>> cheese
42

你将42赋给spam变量，然后拷贝spam中的值，将它赋给变量cheese。当稍后将spam中的值改变为100时，这不会影响cheese中的值。这是因为spam和cheese是不同的变量，保存了不同的值。

但列表不是这样的。当你将列表赋给一个变量时，实际上是将列表的“引用”赋给了该变量。引用是一个值，指向某些数据。列表引用是指向一个列表的值。这里有一些代码，让这个概念更容易理解。在交互式环境中输入以下代码：

❶ >>> spam = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
❷ >>> cheese = spam
❸ >>> cheese[1] = 'Hello!'
　>>> spam
　[0, 'Hello!', 2, 3, 4, 5]
　>>> cheese
　[0, 'Hello!', 2, 3, 4, 5]

这可能让你感到奇怪。代码只改变了cheese列表，但似乎cheese和spam列表同时发生了改变。

当创建列表时❶，你将对它的引用赋给了变量。但下一行❷只是将spam中的列表引用拷贝到cheese，而不是列表值本身。这意味着存储在spam和cheese中的值，现在指向了同一个列表。底下只有一个列表，因为列表本身实际从未复制。所以当你修改cheese变量的第一个元素时❸，也修改了spam指向的同一个列表。

记住，变量就像包含着值的盒子。本章前面的图显示列表在盒子中，这并不准确，因为列表变量实际上没有包含列表，而是包含了对列表的“引用”（这些引用包含一些ID数字，Python在内部使用这些ID，但是你可以忽略）。利用盒子作为变量的隐喻，图4-4展示了列表被赋给spam变量时发生的情形。

图4-4 spam = [0, 1, 2, 3, 4, 5]保存了对列表的引用，而非实际列表

然后，在图4-5中，spam中的引用被复制给cheese。只有新的引用被创建并保存在cheese中，而非新的列表。请注意，两个引用都指向同一个列表。

图4-5 spam = cheese复制了引用，而非列表

当你改变cheese指向的列表时，spam指向的列表也发生了改变，因为cheese和spam都指向同一个列表，如图4-6所示。

图4-6 cheese[1] = 'Hello!'修改了两个变量指向的列表

变量包含对列表值的引用，而不是列表值本身。但对于字符串和整数值，变量就包含了字符串或整数值。在变量必须保存可变数据类型的值时，例如列表或字典，Python就使用引用。对于不可变的数据类型的值，例如字符串、整型或元组，Python变量就保存值本身。

虽然Python变量在技术上包含了对列表或字典值的引用，但人们通常随意地说，该变量包含了列表或字典。

4.7.1 传递引用

要理解参数如何传递给函数，引用就特别重要。当函数被调用时，参数的值被复制给变元。对于列表（以及字典，我将在下一章中讨论），这意味着变元得到的是引用的拷贝。要看看这导致的后果，请打开一个新的文件编辑器窗口，输入以下代码，并保存为passingReference.py：

def eggs(someParameter):
    someParameter.append('Hello')

spam = [1, 2, 3]
eggs(spam)
print(spam)

请注意，当eggs()被调用时，没有使用返回值来为spam赋新值。相反，它直接当场修改了该列表。在运行时，该程序产生输出如下：

[1, 2, 3, 'Hello']

尽管spam和someParameter包含了不同的引用，但它们都指向相同的列表。这就是为什么函数内的append('Hello')方法调用在函数调用返回后，仍然会对该列表产生影响。

请记住这种行为：如果忘了Python处理列表和字典变量时采用这种方式，可能会导致令人困惑的缺陷。

4.7.2 copy模块的copy()和deepcopy()函数

在处理列表和字典时，尽管传递引用常常是最方便的方法，但如果函数修改了传入的列表或字典，你可能不希望这些变动影响原来的列表或字典。要做到这一点，Python提供了名为copy的模块，其中包含copy()和deepcopy()函数。第一个函数copy.copy()，可以用来复制列表或字典这样的可变值，而不只是复制引用。在交互式环境中输入以下代码：

>>> import copy
>>> spam = ['A', 'B', 'C', 'D']
>>> cheese = copy.copy(spam)
>>> cheese[1] = 42
>>> spam
['A', 'B', 'C', 'D']
>>> cheese
['A', 42, 'C', 'D']

现在spam和cheese变量指向独立的列表，这就是为什么当你将42赋给下标7时，只有cheese中的列表被改变。在图4-7中可以看到，两个变量的引用ID数字不再一样，因为它们指向了独立的列表。

图4-7 cheese = copy.copy(spam)创建了第二个列表，能独立于第一个列表修改

如果要复制的列表中包含了列表，那就使用copy.deepcopy()函数来代替。deepcopy()函数将同时复制它们内部的列表。