Python變量與常量

1、什么是變量

a=1，其中 a 就是變量名稱，1 就是它的值。在程序運行過程中，變量的值一般都會發生改變，內存中會專門開辟一段空間，用來存放變量的值，而變量名將指向這個值所在的內存空間。與變量相對的就是常量，在程序運行過程中，常量的值不會發生改變。

2、變量的命名規范

• 變量名只能是 字母、數字或下劃線的任意組合
• 變量名的第一個字符不能是數字
• 以下關鍵字不能聲明為變量名

  ['and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'exec', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'not', 'or', 'pass', 'print', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

變量的命名方式一般有2種：
1）變量中單詞與單詞之間使用下劃線分隔

hello_kitty='abc'

2）變量中的每個單詞的首字母大寫

helloKitty='abc'

Tip：推薦使用第一種方式~

3、變量的定義與賦值

a=1，就是一個變量的賦值過程，等號“=”左邊的值賦值給右邊的變量a，這個過程已經包含了變量的申明和定義過程，每個變量需要先賦值再使用，變量在被賦值之后才會被創建。不同于其他語言，例如在C語言中，變量在被賦值前，必須先定義變量的類型，而Python不需要，可以不定義變量的類型直接賦值，Python解釋器會根據語法和操作數決定對象的類型。

動態類型語言和靜態類型語言

• 靜態類型語言：數據類型在編譯期間確定，編碼時，必須明確指定變量的數據類型，然后再賦值。
  主要語言：C、C++、Java、Object-C...
  例如 java的賦值語句如下：

  String str = "abc";  
  char sex = 'M';  

  ?

• 動態類型語言：數據類型不在編譯期間確定，變量的類型綁定延后到了運行階段。變量使用之前不需要類型聲明。
  主要語言：Python、Perl、Ruby、Erlang、PHP...
  例如 python的賦值語句：

  >>> str = 'abc'
  >>> var = 1

在python中，可以對同一個變量反復賦值，且每次賦值的數據類型都不一致（type()函數查看數據類型）：

>>> abc = 1
>>> type(abc)
<class 'int'>               # abc 為 int 類型

>>> abc = 1.2
>>> type(abc)
<class 'float'>            # abc為 float 類型

>>> abc = 'hello'
>>> type(abc)
<class 'str'>              # abc為 字符串 類型

內存圖解：

變量的賦值過程

程序中的一個賦值操作，例如：abc=1，在內存中大致可以分為兩個步驟：
1）內存中開辟一段空間用于存放值 1
2）內存中創建一個變量abc，并指向 值 1

賦值完成后，若修改 abc 的值，python解釋器并不是修改變量abc指向的內存空間中存放的值，而是重新開辟一段內存空間，將新的值存放進去，變量abc重新指向這段新開辟的內存空間：

>>> abc = 1
>>> id(abc)
1465150944

>>> abc='hello kitty'
>>> id(abc)
1730859168688

注：函數id()用于查看變量的內存地址~

Python小整數對象池

示例1：

>>> a = 10
>>> b = 10
>>> id(a)
1465151232
>>> id(b)
1465151232

示例2：

>>> a = 300
>>> b = 300
>>> id(a)
1730858159920
>>> id(b)
1730858412880

如上面所說，在Python中修改變量的值并不是在對應的內存空間中直接修改，而是需要malloc重新分配內存，用完之后再回收。為了提高效率，Python解釋器將小整數[-5,257)存放在小整數對象池中，即small_ints數組中。small_ints緩存了[-5，257) 之間的所有整數，且在python解釋器初始化后small_ints數組就一直存在。若變量的值在[-5，257)范圍內，就直接從small_ints數組中獲取，而不需要再分配內存空間。

小整數的范圍為[-5,257)，若要修改需要通過修改python的源代碼實現

所以如 示例1 中所示：不同的變量，它們的值是同一個小整數時，這些變量引用的是同一個對象。若整數的值不在[-5，257) 范圍內，python解釋器會將其存放在PyIntBlock中，這里不做介紹~

其他賦值方式

多重賦值
同時為多個變量賦值，也稱鏈式賦值。

a = b = c = 1            # a，b，c的值都為1

多元賦值
多個變量，多個值，逐一對應。

a, b, c = 1, 2, 3        # a = 1，b = 2，c = 3

對換賦值

x=1; y=2
x, y = y, x                 # x = 2, y = 1

分解賦值
元組分解后賦值給多個變量

a, b, c = (1,2,3)      # a = 1，b = 2，c = 3

s='hello'
a,b,c,d,e=s             # a = 'h'，b = 'e'，c = 'l'，d = 'l'，e = 'o'

a,_,_,_,e=s            # a = 'h'，e = 'o'，只取出開頭結尾，單個下劃線僅僅是一個有效的變量名稱，來表示某個變量是臨時的或無關緊要的（把不需要的值賦值給下劃線）

# 也可以按下列方式書寫：
a,*_,e=s
print(a,e)               # a = 'h'，e = 'o'

增量賦值

x += 1

4、python引用計數 和 垃圾回收機制

引用計數

Python使用引用計數來追蹤內存中的對象。當對象被創建并賦值給變量時，該對象的引用計數被設置為1。
當對象再次被引用時，引用計數加1。引用計數也會減少（例如del 變量名或對變量重新賦值等），當引用計數為0是，意味著這個對象已經沒有被使用~

del語句
del語句會刪除對象的一個引用，del語法：del obj[, obj2[, ...objN]]
執行 del x 后的兩個動作：
1）從現在的名稱空間中刪除x
2）x所指向的對象的引用計數減1

垃圾回收機制

Python的GC模塊通過引用計數來跟蹤和回收垃圾。在引用計數的基礎上，還可以通過“標記-清除”（mark and sweep）解決容器對象可能產生的循環引用的問題。通過“分代回收”（generation collection）以空間換取時間來進一步提高垃圾回收的效率。

5、常量

常量指在程序運行過程中不會改變的量，c語言中有專門的常量定義語法：const int a = 60; 常量定義之后就不能更改，若更改就會報錯，Python中沒有類似const這樣的修飾符，即沒有專門用于定義常量的語法，一般約定俗成 變量名以全大寫的形式來表示這是一個常量~

NAME=kitty

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