本節(jié)書摘來自異步社區(qū)《Abaqus GUI程序開發(fā)指南（Python語言）》一書中的第2章，第2.5節(jié),作者： 賈利勇 , 富琛陽子 , 賀高 , 周正光 更多章節(jié)內(nèi)容可以訪問云棲社區(qū)“異步社區(qū)”公眾號查看。

2.5　動態(tài)類型簡介

前面講述了Python中常用的數(shù)據(jù)類型，可以看出，在Python語言中使用變量時，都沒有聲明變量的存在以及類型，但變量還可以工作。這一點與靜態(tài)編譯語言C、C++或Java有很大的區(qū)別。這就是Python語言的動態(tài)類型模型。

在Python語言中，數(shù)據(jù)類型是在運行過程中自動決定的，而不是通過代碼聲明。變量在賦值的時候才被創(chuàng)建，它可以引用任何類型的對象，變量和對象分別存儲在內(nèi)存中的不同位置，兩者通過鏈接進行關(guān)聯(lián)。

對于下列代碼：

>>>a=5

Python將會執(zhí)行3個不同的步驟去完成這個請求，這些步驟反映了Python語言中所有賦值的操作過程。

（1）創(chuàng)建一個新對象來代表數(shù)字5。

（2）創(chuàng)建一個變量a。

（3）將變量a與新對象a相關(guān)聯(lián)。

在Python中從變量到對象的鏈接稱作引用。也就是說，引用是一種關(guān)系，以內(nèi)存中的指針形式實現(xiàn)。一旦變量被使用（也就是被引用），Python自動跟隨這個變量到對象的鏈接。

2.5.1　類型的歸屬
在Python語言中，類型屬于對象，不屬于變量，我們可以對一個變量進行多次賦值，且允許每次賦值的類型不同，例如：

【實例2.20】單變量多次賦值

>>>a=5　　　　　　　　　#將變量a與整型對象關(guān)聯(lián) >>>a='five'　　　　　　　#將變量a與字符串型對象關(guān)聯(lián) >>>a=5.0　　　　　　　　#將變量a與浮點型對象關(guān)聯(lián)

上述代碼中，變量a一開始是整型，然后變成一個字符串，最后變成了浮點數(shù)。這一點，在C語言中是無法理解的。但是在Python中，理解起來就很簡單，因為變量名根本沒有類型。實際上Python的變量就是在特定的時間引用了一個特定的對象，而對象是具有類型的，每個對象都包含了一個頭部信息，其中標(biāo)記了對象的類型。

可以看出，Python代碼比通常慣用的代碼更加靈活，如果能正確地使用Python，代碼能夠自動以多種類型進行工作。

2.5.2　垃圾回收機制
在實例2.20中，當(dāng)重新給變量a賦值時，它前一個引用對象是會發(fā)生變化的。在Python中，每當(dāng)一個變量名被賦予了一個新的對象時，且之前的那個對象沒有被其他變量名或?qū)ο笏玫脑?#xff0c;那么之前的那個對象占用的空間就會被回收，這種自動回收對象占用空間的技術(shù)叫作垃圾回收。

在Python內(nèi)部，垃圾回收是如何實現(xiàn)的呢？實際上，每個對象中都保持了一個計數(shù)器，計數(shù)器記錄了當(dāng)前指向該對象的引用次數(shù)，也就是該對象被引用的次數(shù)。一旦這個計數(shù)器被設(shè)置為零，這個對象的內(nèi)存空間就會被自動回收。

垃圾回收最直接且可感受的好處就是，可以在腳本中任意使用該對象而不需要考慮釋放內(nèi)存空間。與C和C++這樣的底層語言相比，省去了大量基礎(chǔ)代碼。

2.5.3　共享引用及原處修改
首先看一個兩個變量的重復(fù)賦值實例。

【實例2.21】

>>> a=5 >>> b=a >>> a,b (5, 5)

該實例中，第一行創(chuàng)建了對象5，并將變量a與之關(guān)聯(lián)，第二行創(chuàng)建了變量b，變量b也成為對象5的一個引用。實際上，變量a和變量b都引用了相同的對象，都指向了相同的內(nèi)存空間，這在Python語言中叫作共享引用——多個變量名引用同一對象。

對上述代碼做如下修改：

>>> a=5 >>> b=a >>> a ='five' >>> a,b ('five', 5)

第三行代碼創(chuàng)建了一個新的對象'five'，并設(shè)置a對這個新的對象進行引用，而b仍然繼續(xù)引用之前的對象5。

與其他語言不同，在Python中，給一個變量賦一個新的值，并不是替換了原始的對象，而是重新創(chuàng)建一個不同的對象，并讓這個變量去引用這個新的對象。實際效果就是，對一個變量賦值，僅僅會影響被賦值的變量。

但是，也有一些特殊的情況，當(dāng)引用一些可變對象時，在原處對對象進行修改時，就會出現(xiàn)不一樣的情況。例如，在一個列表中對某一個偏移位置進行重新賦值時，會改變這個列表對象，而不是生成一個新的對象。首先看一個容易理解的實例：

【實例2.22】

>>> a=[1,2,3] >>> b=a >>> a [1, 2, 3] >>> b [1, 2, 3] >>> a=999 >>> a 999 >>> b [1, 2, 3]

由程序執(zhí)行結(jié)果可以看出，上述實例中一開始變量a和b都引用了列表對象[1,2,3]，后來當(dāng)對a重新賦值后，創(chuàng)建了新的對象999，并讓a引用了這個新的對象，整個過程中b并沒有發(fā)生變化，這與前面的實例類似，同屬于共享引用的范疇。

然而，列表中的元素都是通過其索引位置進行讀取的，例如：

>>> a=[1,2,3] >>> b=a >>> a[0],a[1],a[2] (1, 2, 3)

其中，a[0]引用的是對象1，a[1]引用的是對象2，a[2]引用的是對象3。當(dāng)然，列表自身也是一個對象，接下來對上述代碼做一下簡單的修改，就會出現(xiàn)明顯不同的結(jié)果。

【實例2.23】

>>> a=[1,2,3]　　　　#創(chuàng)建列表對象[1,2,3]和變量a，并讓a引用該對象 >>> b=a　　　　　　#創(chuàng)建變量b，并讓b引用同一列表對象 >>> a [1, 2, 3] >>> b [1, 2, 3]　　　　　　　　　　#變量a和b數(shù)值相同 >>> a[0]='one'　　　　　　　#修改變量所引用的對象的一個元素 >>> a ['one', 2, 3]　　　　　　　　　#變量a數(shù)值發(fā)生變化 >>> b ['one', 2, 3]　　　　　　　　　#變量b數(shù)值也發(fā)生變化

在上述程序中，我們沒有改變a，只是改變了a所引用對象的一個元素，這類修改會覆蓋列表對象中的某些部分，它不僅僅會影響變量a，也會同時影響變量b，因為它們引用的是同一個列表對象。對于這種在原處修改的對象，共享引用時需要加倍小心，不注意的話非常容易出錯。

如果不希望上述情況出現(xiàn)時，需要使用Python的對象復(fù)制，而不是創(chuàng)建引用。Python有多種復(fù)制列表的方法，現(xiàn)列舉如下。

【實例2.24】列表對象復(fù)制

>>> a=[1,2,3] >>> b=a[:]　　　　　　　　　#復(fù)制列表 >>> a [1, 2, 3] >>> b [1, 2, 3] >>> a[0]=999 >>> a [999, 2, 3] >>> b [1, 2, 3]　　　　　　　　　　 #a引用的列表中某一元素變化時，b未改變。

這種情況下，對a的修改不會影響b，因為b引用的是a所引用對象的復(fù)制，兩個變量指向了不同的內(nèi)存區(qū)域。需要注意的是，這種分片技術(shù)不能用于集合和字典等非序列類型的對象中。

除了上述復(fù)制方法之外，還可以使用copy()函數(shù)實現(xiàn)，例如：

【實例2.25】copy()函數(shù)

>>> import copy >>> a=[1,2,3] >>> b=copy.copy(a) >>> b [1, 2, 3] >>> a[0]=999 >>> a [999, 2, 3] >>> b [1, 2, 3]

另外，需要注意的是，copy()函數(shù)可以用于集合或者字典等無序的對象類型中。
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2.5.4　共享引用和相等**
由于Python的引用機制，在Python程序中有兩種不同的方法去檢查兩個變量是否相等，以下面的共享引用來說明。

【實例2.26】

>>> a=[1,2,3] >>> b=a >>> a==b True >>> a is b True

上述代碼中，第一種判斷方法是采用“==”操作符，測試兩個變量所引用的對象是否有相同的值。第二種方法“is”操作符，是檢查對象的同一性，如果兩個變量a和b均指向同一個對象，它會返回True，所以這是一種更嚴(yán)格的相等測試。如果兩個變量名引用的對象值相等，但是是不同的對象，那么在使用“is”操作符進行判斷時，它會返回False，例如：

【實例2.27】

>>> a=[1,2,3] >>> b=[1,2,3] >>> a==b True >>> a is b False

上面的代碼中，第一行創(chuàng)建了一個列表對象[1,2,3]和變量a，并將變量a與之關(guān)聯(lián)，第二行又創(chuàng)建了一個列表對象[1,2,3]和變量b，變量a和b引用的對象數(shù)值相同，卻不是同一個對象。

另外，需要特別注意的就是，當(dāng)我們對小的數(shù)字采用上述同樣的操作時，返回的結(jié)果會有所不同，例如：

【實例2.28】

>>> a=1 >>> b=1 >>> a==b True >>> a is b True

為什么這組測試的結(jié)果和實例2.27測試的結(jié)果互相矛盾呢？原因就是，對于小的整數(shù)和字符串，Python會將其緩存并復(fù)用，所以在本實例中才會出現(xiàn)a和b引用的是同一個對象的現(xiàn)象。

如果讀者想弄清楚一個對象被引用的次數(shù)的話，可以使用sys模塊下的getrefcount函數(shù)來查詢一個對象被引用的次數(shù)。例如：

>>> import sys >>> sys.getrefcount(1) 1044 >>> sys.getrefcount(5) 91

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《Abaqus GUI程序开发指南（Python语言）》——2.5　动态类型简介的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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