给妹子讲python-S01E10动态类型与共享引用

作者：酱油哥/ 清华程序猿      
微信公众号: python数据科学家
知乎专栏： 《给妹子讲python》
https://zhuanlan.zhihu.com/c_147297848

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【要点抢先看】

1.python采用了动态类型机制
2.python变量本质上是对内存空间的指针
3.python的垃圾收集机制
4.python的共享引用现象

【妹子说】这段时间以来，我一直有个疑问，C语言中可以看到int a = 1这种表达，可是python中怎么没见到这些？

回答这个问题，就得谈谈python中的对象引用机制和动态类型。

的确，python使用变量的时候都没有声明变量的类型，这一点和C语言不同。但是，变量还可以工作，因为在python中类型是在运行的过程中自动决定的，而不是通过代码声明的，这意味着没有必要事先声明变量。

在python中，我们要明确一个概念：变量名和对象是划分开的，变量名永远没有任何关联的类型信息，类型是和对象关联的，而不存在于变量名中。一个变量名当第一次被赋值的时候被创建，而当新的赋值表达式出现时，他会马上被当前新引用的对象所代替。这就是python所谓的动态类型机制。具体看一个例子：

a = 'abcde'
print(a)
a = [1,2,3,4,5]
print(a)

abcde
[1, 2, 3, 4, 5]

结合上面这个简单的例子，我们再来从头仔细理一理：

1、创建了一个字符串对象’abcde’，然后创建了一个变量a，将变量a和字符串对象 ‘abcde’相连接，

2、之后又创建了一个列表对象[1,2,3,4,5]，然后又将他和a相连接。

这种从变量到对象的连接，我们称之为引用，以内存中的指针形式实现。因此直白的说，在内部，变量事实上是到对象内存空间的一个指针，而且指向的对象可以随着程序赋值语句而不断变化。

总结一下：变量名没有类型，只有对象才有类型，变量只是引用了不同类型的对象而已。每一个对象都包含了两个头部信息，一个是类型标志符，标识这个对象的类型，以及一个引用的计数器，用来表示这个对象被多少个变量名所引用，如果此时没有变量引用他，那么就可以回收这个对象。

基于上面谈到的引用机制，我们再说说Python的垃圾收集机制。

还是上面那个例子，每当一个变量名被赋予了一个新的对象，那么之前的那个对象占用的空间就会被回收，前提是如果他没有被其他变量名或者对象引用。这种自动回收对象空间的机制叫做垃圾收集机制。

即当a被赋值给列表对象[1,2,3,4,5]时，字符串对象的内存空间就被自动回收（前提是如果他没有被别的变量引用）

具体的内部机制是这样的：python在每个对象中保存了一个计数器，计数器记录了当前指向该对象的引用的数目。一旦这个计数器被设置为0，这个对象的内存空间就会自动回收。当a被赋值给列表对象后，原来的字符串对象‘abcde’的引用计数器就会变为0，导致他的空间被回收。这就使得我们不必像C++那样需要专门编写释放内存空间的代码了

【妹子说】那再说说共享引用的内容吧：

如下所示，多个变量名引用了同一个对象，称为共享引用：

a = 'abcde'
b = a
print(a)
print(b)

abcde
abcde

此时字符串对象’abcde’的引用计数是2，我们进一步往下看如果我们此时对变量a重新赋值呢？

a = 'abcde'
b = a
a = [1,2,3,4]
print(a)
print(b)

[1, 2, 3, 4]
Abcde

结果是显而易见的，变量a变成了列表对象的引用，而变量b依然是字符串对象’abcde’的引用，并且字符串对象的引用计数为由2变为1.

如果此时再对b进行重新赋值，字符串对象‘abcde’的引用计数就会变为0，然后这个对象就被垃圾回收了。

【妹子说】这一集感觉聊的很细，我来总结一下：给一个变量赋一个新值，并不是替换原始对象，而是让这个变量去引用完全不同的另一个对象，而原来对象的引用计数会随之减1。好好梳理梳理这些概念吧，很有用的~

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