理解Python中的按对象传递函数参数的方式

Question

理解Python中的按对象传递函数参数的方式

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我不确定我是否理解Python的按对象传递函数参数的概念（在此处讲解：http://effbot.org/zone/call-by-object.htm）。似乎没有足够的示例来很好地澄清这个概念（或者我的搜索能力可能很弱！:D）

我编写了这个小的假设Python程序，以尝试理解这个概念。

def foo( itnumber, ittuple,  itlist, itdict   ):
    itnumber +=1 
    print id(itnumber) , itnumber 

    print id(ittuple)  , ittuple

    itlist.append(3.4)
    print id(itlist)   , itlist

    itdict['mary']  = 2.3
    print id(itdict),    itdict



# Initialize a number, a tuple, a list and a dictionary
tnumber = 1
print id( tnumber ), tnumber 

ttuple  = (1, 2, 3)
print id( ttuple ) , ttuple

tlist   = [1, 2, 3]
print id( tlist ) , tlist

tdict = tel = {'jack': 4098, 'sape': 4139}
print '-------'
# Invoke a function and test it
foo(tnumber, ttuple, tlist , tdict)

print '-------'
#Test behaviour after the function call is over
print id(tnumber) , tnumber 
print id(ttuple)  , ttuple
print id(tlist)   , tlist
print id(tdict),  tdict

程序的输出是

146739376 1
3075201660 (1, 2, 3)
3075103916 [1, 2, 3]
3075193004 {'sape': 4139, 'jack': 4098}

---------

146739364 2
3075201660 (1, 2, 3)
3075103916 [1, 2, 3, 3.4]
3075193004 {'sape': 4139, 'jack': 4098, 'mary': 2.3}

---------

146739376 1
3075201660 (1, 2, 3)
3075103916 [1, 2, 3, 3.4]
3075193004 {'sape': 4139, 'jack': 4098, 'mary': 2.3}

从代码中可以看出，除了传递的整数之外，对象的ID（我理解为内存位置）保持不变。

因此，在整数的情况下，它被（有效地）按值传递，而其他数据结构则被（有效地）按引用传递。我尝试更改列表、数字和字典以测试数据结构是否会就地更改。数字没有被更改，但列表和字典被更改了。

我在上面使用"effectively"一词，因为"按对象调用"的参数传递方式似乎根据传递的数据结构而有不同的行为。

对于更复杂的数据结构，例如numpy数组等，有没有什么快速的经验法则来识别哪些参数将按引用传递，哪些按值传递？

- smilingbuddha

1

由于您似乎了解C语言，Python的“对象传递”类似于通过值传递指针，其中一些值被指向（例如元组和整数）是不可变的。 - icktoofay

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@icktoofay说的没错。但最好避免按值传递/按引用传递的范式，只需考虑“事物”和“名称”。 - Katriel

3个回答

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其他人已经发表了很好的答案。我认为还有一件事会有所帮助：

 x = expr

评估expr并将x绑定到结果。另一方面：

 x.operate()

该操作会对x进行处理，因此可能会改变它的值（导致相同的基础对象具有不同的值）。

一些有趣的情况涉及到：

 x += expr

这意味着可以翻译为要么x = x + expr（重新绑定），要么x.__iadd__（expr）（修改），有时会以非常奇特的方式进行：

>>> x = 1
>>> x += 2
>>> x
3

（因为整数是不可变的，所以x被重新绑定了）

>>> x = ([1], 2)
>>> x
([1], 2)
>>> x[0] += [3]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: 'tuple' object does not support item assignment
>>> x
([1, 3], 2)

这里x[0]本身是可变的，它被原地改变了；但随后Python也试图更改x本身（类似于x.__iadd__），但因为元组是不可变的而出现错误。但此时x[0]已经被改变了！

- torek

我应该承认，我最初是在comp.lang.python上看到这个的，也不知道是谁展示的。虽然它确实很奇特！ - torek

你能分享更多关于为什么Python会抛出错误但仍然允许这种赋值的信息吗？我可以想象一些与此行为相关的原因，但我想知道实现细节。 - Arn

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@Arn：这只是一个操作序列的问题：+= 运算符首先调用 x[0].__iadd__。然后，+= 的语义规定 Python 应该重新分配左侧的对象（请参见 https://docs.python.org/3/reference/simple_stmts.html#augmented-assignment-statements）。如果执行“评估左侧”操作时带有一个额外的标志“意图分配”，则可以避免该问题：在调用 __iadd__ 之前，Python 可以捕获错误。但它没有这样做。 - torek

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在Python中，数字、字符串和元组是不可变的；使用增强赋值会重新绑定名称。

其他类型只是被“改变”，但仍然是同一个对象。

- Ignacio Vazquez-Abrams

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可以查看英文原文，
原文链接

- Katriel · Accepted Answer

关键区别在于，在C风格的语言中，变量是一个内存盒子，你可以将东西放入其中。而在Python中，变量是一个名字。

Python既不是按引用传递也不是按值传递。它是更加合理的东西！（事实上，在学习更常见的语言之前，我就学习了Python，因此按值传递和按引用传递对我来说似乎很奇怪。）

在Python中，有“东西”和有“名字”。列表、整数、字符串和自定义对象都是“东西”。x、y和z是“名字”。写成：

x = []

意思是“构造一个新的东西[]并给它命名为x”。写作：

x = []
foo = lambda x: x.append(None)
foo(x)

意思是 "用名称为x构造一个新的事物[]，用名称为foo构造一个新的函数（另一个事物），并在名称为x的事物上调用foo"。现在，foo只是将None附加到它接收到的内容中，因此这就简化为“将None附加到空列表中”。

x = 0
def foo(x):
    x += 1
foo(x)

意思是“用名称 x 构造新物品 0，构造新函数 foo ，并在 x 上调用 foo”。在 foo 中，赋值语句只是将 x 重命名为它原来的值加1，但这并不会改变物品 0。