Python变量的定义和使用（小白必读）

在 Python 中，变量严格意义上应该称为“名字”，也可以理解为标签。

程序中，当把一个值赋给一个名字时，比如把值“不忘初心”赋给 strslogan，strslogan 就称为变量。在大多数编程语言中，都称之为“把值存储在变量中”。意思是在计算机内存中的某个位置，程序执行时字符串序列“不忘初心”已经存在于计算机的内存。不需要知道它们到底在哪里，只需要告诉 Python 的编译器，字符串序列的名字是 strslogan，然后就可以通过这个名字来引用这个字符串序列了。

变量的定义

在 Python 中，不需要先声明变量名及其类型，直接赋值即可创建各种类型的变量。

注意，变量的命名并不是任意的，应遵循以下规则：

• 变量名必须是一个有效的标识符；
• 变量名不能使用 Python 中的保留字；
• 慎用小写字母 l 和大写字母 O；
• 应选择有意义的单词作为变量名，即见名知意。

为变量赋值可以通过等号（=）来实现，其语法格式为：

变量名 = 变量值

例如：

myvalue = 123

变量必须定义之后才能访问。Python 中的变量比较灵活，同一个变量名称可以先后被赋予不同类型的值，定义为不同的变量对象参与计算。

这样创建的变量就是数值型的变量。如果直接为变量赋值一个字符串值，那么该变量即为字符串类型。例如下面的语句：

myvalue = "C语言中文网"

在 Python 中，允许同时为多个变量赋值，比如：

a=b=c=1

表示创建一个整型对象，三个变量被分配到相同的内存空间上。

还可以为多个对象指定多个变量，比如：

a，b，c=11，23，’python’

在 Python 语言中，数据表示为对象。对象本质上是一个内存块，拥有特定的值，支持特定类型的运算操作。在 Python 3 中，一切皆为对象。Python 语言中的每个对象由标识（Identity）、类型（Type）和值（Value）标识：
1、标识用于唯一地表示一个对象，通常对应对象在计算机内存中的位置，换句话说变量是存放变量位置的标识符。使用内置函数 id（obj）可以返回对象 obj 的标识。变量赋值对于内存的使用情况如下：
1) 变量 fruit_01 赋值“苹果”，代码如下：

fruit_01 = '苹果'

其内存的分配情况如下图所示。


2) 变量 fruit_01 赋值“苹果”，变量 fruit_02 赋值“香蕉”，代码如下：

fruit_01 = '苹果'
fruit_02 = '香蕉'

内存的分配情况如下图所示。


3) 变量 fruit_01 赋值“苹果”，变量 fruit_02 的值等于 fruit_01，代码如下：

fruit_01 = '苹果'
fruit_02 = fruit_01

其内存的分配情况如下图所示：


2、类型用于标识对象所属的数据类型（类），数据类型用于限定对象的取值范围以及允许执行的处理操作。使用内置函数type（obj）可以返回对象obj所属的数据类型。

3、值用于表示对象的数据类型的值。使用内置函数print（obj）可以返回对象obj的值。

Python 是一种动态类型的语言，也就是说，变量的类型可以随时变化。在 Python 语言中，使用内置函数 type 可以返回变量类型。

【实例】使用内置函数 type、id 和 print 查看对象。

myvalue = "C语言中文网"
print(id(myvalue))
print(type(myvalue))
print(myvalue)
myvalue = 123
print(id(myvalue))
print(type(myvalue))
print(myvalue)

运行结果为：

57054952
<class 'str'>
C语言中文网
5638176
<class 'int'>
123

上述例子中，创建变量 myvalue，并赋值为字符串“C语言中文网”，然后输出该变量的类型，可以看到该变量为字符串类型，再将变量赋值为数值 123，并输出该变量的类型，可以看到该变量为整型。

Python 也是一种强类型语言，每个变量指向的对象均属于某个数据类型，即支持该类型运行的操作运算。当允许多个变量指向同一个值，使用内置函数 id 可以返回变量所指的内存地址。例如，将两个变量都赋值为数字 2048，再分别应用内置函数 id 获取变量的内存地址，将得到相同的结果。

【实例】两个变量赋同样的值，验证指向的地址。

game=number=2048
print(id(game))
print(id(number))

运行结果为：

63115696
63115696

特别提醒，不同的机器，运行时显示的 id 的值有可能不同。

变量的使用

1、删除变量

使用 del 命令可以删除一个对象（包括变量、函数等），删除之后就不能再访问这个对象了，因为它已经不存在了。当然，也可以通过再次赋值重新定义变量。

变量是否存在，取决于变量是否占据一定的内存空间。当定义变量时，操作系统将内存空间分配给变量，该变量就存在了。当使用del命令删除变量后，操作系统释放了变量的内存空间，该变量也就不存在了。

当对象绑定给变量时，计数增加 1，当变量解除绑定时，计数减少 1。待计数为 0 时，对象自动释放。Python 具有垃圾回收机制，当一个对象的内存空间不再使用（引用计数为 0）后，这个内存空间就会被自动释放。所以 Python 不会像 C 那样发生内存泄漏而导致内存不足甚至系统死机的现象。Python 的垃圾空间回收是系统自动完成的，而 del 命令相当于程序主动地进行空间释放，将其归还给操作系统。

2、变量的引用

变量本身是通用的。Python 的变量实质是引用，其逻辑如下图所示。Python 的变量都可以看成是对内存中某个对象的引用，即变量指向该内存地址存储的值。


通过上图可以看出，变量把对象和自己连接起来（指针连接对象空间），建立了变量和对象之间的映射关系，这就是引用。

引用完成，就实现了赋值。变量是到内存空间的一个指针；对象是一块内存空间，内存空间里存储对象所表示的值；引用是自动形成的从变量到对象的映射关系（指针）。

3、变量修改赋值

Python 变量可以通过赋值来修改变量的“值”，但并不是原地址修改。

例如，变量 x 先被赋值为 1，然后又被赋值为 1.5 之后的逻辑如下图所示。


由上图中可见，并不是 x 的值由 1 变成了 1.5，而是另外开辟了一个地址空间存储对象，让 x 指向它。变量的值并不是直接存储在变量里，而是以“值”对象的形式存储在内存某地址中。可以说变量指向那个“值”对象。

因此，Python 变量里存放的实际是“值”对象的位置信息（内存地址）。这种通过地址间接访问对象数据的方式，称为引用。

使用 id 函数可以确切地知道变量引用的内存地址，使用运算符 is 可以判断两个变量是否引用同一个对象。

【实例】运算符 is 可以判断两个变量是否引用同一个对象。

a = 3
b = 3
print(a is b)
str1 = 'hello'
str2 = 'hello'
print(str1 is str2)

运行结果为：

True
True

显然，a 和 b 都赋值为相同的小整数或者短字符串时，两个变量所引用的是同一个对象。这也被称为“驻留机制”。这是 Python 为提高效率所做的优化，节省了频繁创建和销毁对象的时间，也节省了存储空间。但是，当两个变量赋值为相同的大整数或者长字符串时，默认引用的是两个不同的对象，不过可以利用变量之间的赋值来让两个变量引用相同的对象。

4、变量值的比较和引用判断

在 Python 语言中，通过“==”运算符可以判断两个变量指向的对象值是否相同；通过“is”运算符可以判断两个变量是否指向同一对象。

例如：

# 使用 == 运算符比较值
a = 3
b = 3
c = 4

print(a == b)  # 输出 True，因为 a 和 b 的值都是 3
print(a == c)  # 输出 False，因为 a 的值是 3，而 c 的值是 4

# 使用 is 运算符比较对象的引用
str1 = 'hello'
str2 = 'hello'

# 由于 Python 会缓存短字符串，str1 和 str2 指向同一个字符串对象
print(str1 is str2)  # 输出 True

# 对于不可变数据类型（如整数和短字符串），赋值相同的值时，可能会指向同一个对象
x = 1000
y = 1000
print(x is y)  # 输出 True，因为 x 和 y 都指向缓存的同一个整数对象

# 但是，如果修改其中一个对象，它们将不再指向同一个对象
z = 1001
print(z is y)  # 输出 False，因为 z 是一个新的对象

运行结果为：

True
False
True
True
False