如何通过引用传递变量?

参数是通过引用还是按值传递的?如何通过引用传递,以便下面的代码输出而不是 ?'Changed''Original'

class PassByReference:
    def __init__(self):
        self.variable = 'Original'
        self.change(self.variable)
        print(self.variable)

    def change(self, var):
        var = 'Changed'

答案 1

参数通过赋值传递。这背后的基本原理是双重的:

  1. 传入的参数实际上是对对象的引用(但引用是通过值传递的)
  2. 某些数据类型是可变的,但其他数据类型不是

所以:

  • 如果将可变对象传递到方法中,则该方法将获得对同一对象的引用,您可以根据需要对其进行更改,但是如果您在方法中重新绑定引用,则外部作用域将对此一无所知,并且在您完成后,外部引用仍将指向原始对象。

  • 如果将不可变对象传递给方法,则仍然无法重新绑定外部引用,甚至无法更改对象。

为了更清楚地说明这一点,让我们举一些例子。

列表 - 可变类型

让我们尝试修改传递给方法的列表:

def try_to_change_list_contents(the_list):
    print('got', the_list)
    the_list.append('four')
    print('changed to', the_list)

outer_list = ['one', 'two', 'three']

print('before, outer_list =', outer_list)
try_to_change_list_contents(outer_list)
print('after, outer_list =', outer_list)

输出:

before, outer_list = ['one', 'two', 'three']
got ['one', 'two', 'three']
changed to ['one', 'two', 'three', 'four']
after, outer_list = ['one', 'two', 'three', 'four']

由于传入的参数是对 的引用,而不是它的副本,因此我们可以使用 mutating list 方法来更改它,并将更改反映在外部作用域中。outer_list

现在,让我们看看当我们尝试更改作为参数传入的引用时会发生什么:

def try_to_change_list_reference(the_list):
    print('got', the_list)
    the_list = ['and', 'we', 'can', 'not', 'lie']
    print('set to', the_list)

outer_list = ['we', 'like', 'proper', 'English']

print('before, outer_list =', outer_list)
try_to_change_list_reference(outer_list)
print('after, outer_list =', outer_list)

输出:

before, outer_list = ['we', 'like', 'proper', 'English']
got ['we', 'like', 'proper', 'English']
set to ['and', 'we', 'can', 'not', 'lie']
after, outer_list = ['we', 'like', 'proper', 'English']

由于参数是按值传递的,因此向其分配新列表不会对方法外部的代码可见任何影响。这是参考文献的副本,我们指向了一个新列表,但无法更改指向的位置。the_listthe_listouter_listthe_listouter_list

字符串 - 不可变类型

它是不可变的,因此我们无法更改字符串的内容

现在,让我们尝试更改引用

def try_to_change_string_reference(the_string):
    print('got', the_string)
    the_string = 'In a kingdom by the sea'
    print('set to', the_string)

outer_string = 'It was many and many a year ago'

print('before, outer_string =', outer_string)
try_to_change_string_reference(outer_string)
print('after, outer_string =', outer_string)

输出:

before, outer_string = It was many and many a year ago
got It was many and many a year ago
set to In a kingdom by the sea
after, outer_string = It was many and many a year ago

同样,由于参数是按值传递的,因此为其分配新字符串对方法外部的代码看不到任何影响。这是引用的副本,我们指向一个新字符串,但无法更改指向的位置。the_stringthe_stringouter_stringthe_stringouter_string

我希望这能把事情弄清楚一点。

编辑:有人指出,这并没有回答@David最初提出的问题,“我能做些什么来通过实际引用传递变量吗?让我们来研究一下。

我们如何解决这个问题?

正如@Andrea的答案所示,您可以返回新值。这不会改变传递内容的方式,但可以让您获得所需的信息:

def return_a_whole_new_string(the_string):
    new_string = something_to_do_with_the_old_string(the_string)
    return new_string

# then you could call it like
my_string = return_a_whole_new_string(my_string)

如果你真的想避免使用返回值,你可以创建一个类来保存你的值并将其传递到函数中,或者使用一个现有的类,比如一个列表:

def use_a_wrapper_to_simulate_pass_by_reference(stuff_to_change):
    new_string = something_to_do_with_the_old_string(stuff_to_change[0])
    stuff_to_change[0] = new_string

# then you could call it like
wrapper = [my_string]
use_a_wrapper_to_simulate_pass_by_reference(wrapper)

do_something_with(wrapper[0])

虽然这似乎有点麻烦。


答案 2

这个问题来自对Python中变量的误解。如果你习惯了大多数传统语言,你就会有一个按以下顺序发生的事情的心智模型:

a = 1
a = 2

您认为这是存储值的内存位置,然后更新以存储值。这不是Python中的工作方式。相反,从对具有值的对象的引用开始,然后被重新分配为对具有值的对象的引用。这两个对象可以继续共存,即使不再引用第一个对象;事实上,它们可以由程序中任意数量的其他引用共享。a12a12a

使用参数调用函数时,将创建一个新引用,该引用引用传入的对象。这与函数调用中使用的引用是分开的,因此无法更新该引用并使其引用新对象。在您的示例中:

def __init__(self):
    self.variable = 'Original'
    self.Change(self.variable)

def Change(self, var):
    var = 'Changed'

self.variable是对字符串对象 的引用。调用时,可以创建对该对象的第二个引用。在函数中,您将引用重新分配给不同的字符串对象,但引用是单独的并且不会更改。'Original'Changevarvar'Changed'self.variable

解决此问题的唯一方法是传递可变对象。由于两个引用都引用同一个对象,因此对该对象所做的任何更改都会反映在这两个位置。

def __init__(self):         
    self.variable = ['Original']
    self.Change(self.variable)

def Change(self, var):
    var[0] = 'Changed'