Python变量与常量

1、什么是变量

a=1，其中 a 就是变量名称，1 就是它的值。在程序运行过程中，变量的值一般都会发生改变，内存中会专门开辟一段空间，用来存放变量的值，而变量名将指向这个值所在的内存空间。与变量相对的就是常量，在程序运行过程中，常量的值不会发生改变。

2、变量的命名规范

• 变量名只能是 字母、数字或下划线的任意组合
• 变量名的第一个字符不能是数字
• 以下关键字不能声明为变量名

  ['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']

变量的命名方式一般有2种：
1）变量中单词与单词之间使用下划线分隔

hello_kitty='abc'

2）变量中的每个单词的首字母大写

helloKitty='abc'

Tip：推荐使用第一种方式~

3、变量的定义与赋值

a=1，就是一个变量的赋值过程，等号“=”左边的值赋值给右边的变量a，这个过程已经包含了变量的申明和定义过程，每个变量需要先赋值再使用，变量在被赋值之后才会被创建。不同于其他语言，例如在C语言中，变量在被赋值前，必须先定义变量的类型，而Python不需要，可以不定义变量的类型直接赋值，Python解释器会根据语法和操作数决定对象的类型。

动态类型语言和静态类型语言

• 静态类型语言：数据类型在编译期间确定，编码时，必须明确指定变量的数据类型，然后再赋值。
  主要语言：C、C++、Java、Object-C...
  例如 java的赋值语句如下：

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

   

• 动态类型语言：数据类型不在编译期间确定，变量的类型绑定延后到了运行阶段。变量使用之前不需要类型声明。
  主要语言：Python、Perl、Ruby、Erlang、PHP...
  例如 python的赋值语句：

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

在python中，可以对同一个变量反复赋值，且每次赋值的数据类型都不一致（type()函数查看数据类型）：

>>> abc = 1
>>> type(abc)
<class 'int'>               # abc 为 int 类型

>>> abc = 1.2
>>> type(abc)
<class 'float'>            # abc为 float 类型

>>> abc = 'hello'
>>> type(abc)
<class 'str'>              # abc为 字符串 类型

内存图解：

变量的赋值过程

程序中的一个赋值操作，例如：abc=1，在内存中大致可以分为两个步骤：
1）内存中开辟一段空间用于存放值 1
2）内存中创建一个变量abc，并指向 值 1

赋值完成后，若修改 abc 的值，python解释器并不是修改变量abc指向的内存空间中存放的值，而是重新开辟一段内存空间，将新的值存放进去，变量abc重新指向这段新开辟的内存空间：

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

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

注：函数id()用于查看变量的内存地址~

Python小整数对象池

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

如上面所说，在Python中修改变量的值并不是在对应的内存空间中直接修改，而是需要malloc重新分配内存，用完之后再回收。为了提高效率，Python解释器将小整数[-5,257)存放在小整数对象池中，即small_ints数组中。small_ints缓存了[-5，257) 之间的所有整数，且在python解释器初始化后small_ints数组就一直存在。若变量的值在[-5，257)范围内，就直接从small_ints数组中获取，而不需要再分配内存空间。

小整数的范围为[-5,257)，若要修改需要通过修改python的源代码实现

所以如 示例1 中所示：不同的变量，它们的值是同一个小整数时，这些变量引用的是同一个对象。若整数的值不在[-5，257) 范围内，python解释器会将其存放在PyIntBlock中，这里不做介绍~

其他赋值方式

多重赋值
同时为多个变量赋值，也称链式赋值。

a = b = c = 1            # a，b，c的值都为1

多元赋值
多个变量，多个值，逐一对应。

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

对换赋值

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

分解赋值
元组分解后赋值给多个变量

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'，只取出开头结尾，单个下划线仅仅是一个有效的变量名称，来表示某个变量是临时的或无关紧要的（把不需要的值赋值给下划线）

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

增量赋值

x += 1

4、python引用计数 和 垃圾回收机制

引用计数

Python使用引用计数来追踪内存中的对象。当对象被创建并赋值给变量时，该对象的引用计数被设置为1。
当对象再次被引用时，引用计数加1。引用计数也会减少（例如del 变量名或对变量重新赋值等），当引用计数为0是，意味着这个对象已经没有被使用~

del语句
del语句会删除对象的一个引用，del语法：del obj[, obj2[, ...objN]]
执行 del x 后的两个动作：
1）从现在的名称空间中删除x
2）x所指向的对象的引用计数减1

垃圾回收机制

Python的GC模块通过引用计数来跟踪和回收垃圾。在引用计数的基础上，还可以通过“标记-清除”（mark and sweep）解决容器对象可能产生的循环引用的问题。通过“分代回收”（generation collection）以空间换取时间来进一步提高垃圾回收的效率。

5、常量

常量指在程序运行过程中不会改变的量，c语言中有专门的常量定义语法：const int a = 60; 常量定义之后就不能更改，若更改就会报错，Python中没有类似const这样的修饰符，即没有专门用于定义常量的语法，一般约定俗成 变量名以全大写的形式来表示这是一个常量~

NAME=kitty

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