基于Python对象引用、可变性和垃圾回收详解

基于Python对象引用、可变性和垃圾回收详解

本篇攻略将介绍Python中的对象引用机制、不可变性、可变性、垃圾回收机制等内容。

对象引用

在Python中，所有变量都是对象的引用，即变量名本身并不含有真正的数值或对象，仅仅指向保存在内存中的一个地址。下面是一个简单的示例：

a = 5

在这个示例中，变量a是一个对象的引用，指向一个值为5的整型对象。

当变量a赋值给另一个变量b时，实际上是让变量b也指向同一个内存地址，从而引用了同一个对象。例如：

b = a

在这个示例中，变量b也指向同一个整型对象。

不可变性

Python中的某些对象是不可更改的，即创建后无法改变其值或内容。这些对象称为不可变对象，包括整型、浮点型、复数型、字符串、元组等。

下面是一个字符串常量示例：

s = "hello"

字符串对象s是不可变的，若要改变其值，则需要创建一个新的字符串对象，再用变量s引用新的对象，例如：

s = "world"

这个示例中，创建了一个新的字符串对象，变量s从原先的字符串对象"hello"转而引用新的字符串对象"world"。

可变性

Python中的某些对象是可更改的，即创建后可以改变其值或内容。这些对象称为可变对象，包括列表、字典等。

下面是一个列表示例：

lst = [1, 2, 3, 4]

列表对象lst是可变的，可以通过索引或方法改变其内容，例如：

lst[1] = 5
lst.append(6)

这个示例中，将列表lst中索引为1的元素修改为5，再新增一个元素6。

垃圾回收

Python中的垃圾回收机制负责回收不再被引用的对象所占用的内存空间。Python使用引用计数算法进行垃圾回收。当某个对象的引用计数为0时，表示该对象不再被引用，垃圾回收机制将会回收该对象的内存空间。

下面是一个示例：

a = [1, 2, 3]
b = a
del a

在这个示例中，变量b也引用列表对象[1, 2, 3]，当变量a被del删除后，该列表对象的引用计数为0，垃圾回收机制将会回收该对象的内存空间。

示例1

下面是一个示例，展示了可变对象的引用机制：

lst1 = [1, 2, 3]
lst2 = lst1
lst1.append(4)
print(lst2)

输出：

[1, 2, 3, 4]

在这个示例中，列表对象lst1是可变的，创建后可以改变其内容。将lst1赋值给变量lst2后，实际上是让两个变量都引用了同一个列表对象。当执行lst1.append(4)时，列表对象lst1的内容被修改，但实际上变量lst2所引用的也是同一个对象，因此lst2的值也改变，输出列表[1, 2, 3, 4]。

示例2

下面是一个示例，展示了垃圾回收机制的作用：

def func():
    a = [1, 2, 3]
    b = a
    del a
    return b

print(func())

输出：

[1, 2, 3]

在这个示例中，函数func创建了一个列表对象[1, 2, 3]，并将其赋值给变量a，再将a赋值给变量b。当执行del a后，列表对象[1, 2, 3]的引用计数为0，因此垃圾回收机制将回收该对象占用的内存空间。但变量b仍然引用该列表对象，因此调用函数func()时，函数返回的是列表[1, 2, 3]。