Question

1．动态类型

动态类型（Dynamic Typing）是Python的另一个重要核心概念。前面说过，Python的变量不需要声明。在赋值时，变量可以重新赋值为其他任意值。Python变量这种一会儿变风一会儿变沙的能力，就是动态类型的体现。我们从最简单的赋值语句入手：

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a = 1

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在Python中，整数1是一个对象。对象的名字是"a"。但更精确地说，对象名其实是指向对象的一个引用。对象是存储在内存中的实体。但我们并不能直接接触到该对象。对象名是指向这一对象的引用（reference）。借着引用操作对象，就像是用筷子夹起热锅里的牛肉。对象是牛肉，对象名就是那双好用的筷子。

通过内置函数id()，我们能查看到引用指向的是哪个对象。这个函数能返回对象的编号：

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a = 1
print(id(1))
print(id(a))

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可以看到，赋值之后，对象1和引用a返回的编号相同。

在Python中，赋值其实就是用对象名这个筷子去夹其他的食物。每次赋值时，我们让左侧的引用指向右侧的对象。引用能随时指向一个新的对象：

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a = 3
print(id(a))
a = "at"
print(id(a))

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第一个语句中，3是储存在内存中的一个整数对象。通过赋值，引用a指向对象3。第二个语句中，内存中建立对象"at"，是一个字符串。引用a指向了"at"。通过两次的id()返回，我们能发现，引用指向的对象发生了变化。既然变量名是个随时可以变更指向的引用，那么它的类型自然可以在程序中动态变化。因此，Python是一门动态类型的语言。

一个类可以有多个相等的对象。比如两个长字符串可以是不同的对象，但它们的值可以相等。

除了直接打印id外，我们还可以用is运算来判断两个引用是否指向同一个对象。但对于小的整数和短字符串来说，Python会缓存这些对象，而不是频繁地建立和销毁它们。因此，下面的两个引用指向同一个整数对象3。

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a = 3
b = 3

print(a is b)                 # 打印True

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2．可变与不可变对象

一个对象可以有多个引用，看下面一个例子：

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a = 5
print(id(a))

b = a
print(id(a))
print(id(b))

a = a + 2
print(id(a))
print(id(7))
print(id(b))

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通过前两个语句，我们让a、b指向同一个整数对象5。其中，b = a的含义是让引用b指向引用a所指的那一个对象。我们接下来对对象进行操作，让a增加2，再赋值给a。可以看到，a指向了整数对象7，而b依然指向对象5。本质上，加法操作并没有改变对象5。相反，Python只是让a指向加法的结果—另一个对象7。这就好像把老人变成少女的魔术，其实老人和少女都没有变化。只不过是让少女站在老人的舞台上。在这里，变的只是引用的指向。改变一个引用，并不会影响其他引用的指向。从效果上看，就是各个引用各自独立，互不影响。

但注意以下情况：

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list2 = [1,2,3]

list1 = list2
list1[0] = 10
print(list2)

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在我们改变list1时，list2的内容发生了改变。引用之间似乎失去了独立性。其实这并不矛盾。因为list1、list2的指向没有发生变化，依然是同一个列表。但列表是一个包含了多个引用的集合。每个元素是一个引用，比如list1[0]、list1[1]等。每个引用又指向一个对象，比如1、2、3。而list1[0] = 10这一赋值操作，并不是改变list1的指向，而是对list1[0]。也就是说，列表对象的一部分，即一个元素的指向发生了变化。因此，所有指向该列表对象的引用都受到影响。

因此，在操作列表时，如果通过元素引用改变了某个元素，那么列表对象自身会发生改变（in-place change）。列表这种自身能发生改变的对象，称为可变对象（Mutable Object）。我们之前见过的词典也是可变数据对象。但之前的整数、浮点数和字符串，则不能改变对象本身。赋值最多只能改变引用的指向。这种对象称为不可变对象（Immutable Object）。元组包含多个元素，但这些元素完全不可以进行赋值，所以也是不可变数据对象。

3．从动态类型看函数的参数传递

函数的参数传递，本质上传递的是引用，比如：

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def f(x):
    print(id(x))
    x = 100
    print(id(x))

a = 1
print(id(a))

f(a)
print(a)    # 通过打印出的第二行，可以看到id发生了变化

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参数x是一个新的引用。当我们调用函数f时，a作为数据传递给函数，因此x会指向a所指的对象，也就是进行一次赋值操作。如果a是不可变对象，那么引用a和x之间相互独立，即对参数x的操作不会影响引用a。

如果传递的是可变对象，那么情况就发生了变化：

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def f(x):
    x[0] = 100
    print(x)


a = [1,2,3]
f(a)
print(a)     # 打印[100, 2, 3]

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上面的函数中，a指向一个可变的列表。在函数调用时，a把指向传给了参数x。这时，a和x两个引用都指向了同一个可变的列表。根据前文介绍我们知道，通过一个引用操作可变对象，会影响到其他的引用。程序运行的结果同样说明了这一点。打印a时，结果变成了[100,2,3]。即函数内部对列表的操作，会被外部的引用a“看到”。编程的时候要对此问题留心。