Python中的整数是按值传递还是按引用传递？

Question

我编写了以下代码来检查整数是按值传递还是按引用传递。

foo = 1

def f(bar):
    print id(foo) == id(bar)
    bar += 1
    print foo, bar

f(foo)

我得到的输出是

True
1, 2

在 Python 文档中，id(object) 返回对象的标识。在CPython 实现中，这是对象在内存中的地址。既然函数体第一条语句返回True，说明foo已经被引用传递了，但是为什么最后一条语句打印的是1, 2而不是2, 2呢？

Answer 1

在 Python 中，就像在许多现代 OO 语言中一样

foo = 1

实际上创建了一个值为1 的对象，并为别名foo 分配了一个引用。 foo 的内部类型是PyIntObject。这意味着 Python 不使用 CPU / 硬件 int 类型，它总是使用对象在内部处理数字。正确的术语是“plain integer”，顺便说一句。

但是创建对象非常昂贵。这就是 Python 为一些数字保留内部缓存的原因。这意味着：

foo = 1
bar = 1
assert id(foo) == id(bar)

这不能保证，这只是实施的副作用。

Python 中的数字类型也是不可变的。因此，即使您的示例中的 bar 是缓存的 int 编号的别名，更改 bar 也不会修改内部值。相反，bar 指向另一个实例，这就是 id 更改的原因。

由于前面提到的优化，这也有效：

foo = 1
bar = 1
assert id(foo) == id(bar)

bar += 1
assert id(foo) != id(bar)

bar -= 1
assert id(foo) == id(bar)

Answer 2

围绕这个“问题”似乎有很多困惑。 Python 中的变量名实际上都是对对象的引用。对变量名的赋值实际上并没有改变对象本身，而是将引用设置为新对象。所以在你的情况下：

foo = 1 #

def test(bar):
    # At this point, "bar" points to the same object as foo.
    bar = 2    # We're updating the name "bar" to point an object "int(2)".
    # 'foo' still points to its original object, "int(1)".
    print foo, bar # Therefore we're showing two different things.

test(foo)

Python 的语法类似于 C 的方式以及许多东西都是语法糖的事实可能会令人困惑。记住整数对象实际上是不可变的，foo += 1 可能是一个有效的语句似乎很奇怪。实际上，foo += 1实际上等价于foo = foo + 1，两者都转换为foo = foo.__add__(1)，实际上返回一个新对象，如下所示：

>>> a = 1
>>> id (a)
18613048
>>> a += 1
>>> id(a)
18613024
>>>

Answer 3

会发生以下情况：

print id(foo) == id(bar)

身份相同。 print foo is bar 会产生相同的结果，顺便说一句。

bar += 1

这被翻译成：

bar = bar.__iadd__(1)

只有当这不起作用或不存在时，它才会调用：

bar = bar.__add__(1)

（我省略了bar = 1.__radd__(bar) 也可以被调用的情况。）

由于bar 指的是一个不可变的数字，因此会返回一个不同的对象，因此bar 现在指的是2，而foo 保持不变。

如果你这样做

print id(foo) == id(bar)
print foo is bar

现在，您看到它们现在指向不同的对象。

Answer 4

在 Python 2 中，当前实现 keeps an array of integer objects for all integers between -5 and 256。因此，如果您将一个变量分配为var1 = 1 并将其他变量分配为var2 = 1，它们都指向同一个对象。

Python“变量”是指向对象的标签，而不是可以填充数据的容器，因此在重新分配时，您的标签指向一个新对象（而不是包含新数据的原始对象）。请参阅堆栈溢出问题Python identity: Multiple personality disorder, need code shrink。

在您的代码中，我引入了另外几个打印语句，它们将显示变量是按值传递的

foo = 1
def f(bar):
    print id(foo) == id(bar)
    print id(1), id(foo), id(bar) #All three are same
    print foo, bar 
    bar += 1
    print id(bar), id(2)
    print foo, bar

f(foo)