Python初学者条记第六期 -- （变量与函数内存分析）
13、 变量与函数内存分析1.Python中变量的本质
[*]静态编译型语言：C、C++、Java
[*]编译型：源代码不能直接交给盘算机运行，必须先编译，生成可实行的二进制文件，再将该二进制文件交给盘算机实行。C/C++编译的二进制效果 .exe文件，Java编译的二进制效果 .clss文件。【将一本英语书翻译为中文书】
[*]静态：变量的界说必须声明数据类型，而且基本数据类型的数据是直接存储在变量内部的！（C\C++的指针和Java中的引用数据类型除外）
[*]动态解释型语言：Python、JS
[*]解释型：源代码依旧不能直接交给盘算机运行，也是必须先编译，但是可以不生成二进制文件，二进制的代码在内存中临时存储的，运行的时候就是将二进制代码按照编译的顺序依次实行。【同声传译】
[*]动态：变量的界说不须要声明数据类型，数据存储在堆内存中的，变量仅存储数据对象在堆内存中的所在而已。
# Java
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
int a = 1231231231; //范围没超
int b = 100; //范围没超
int c = a * b; //暂时不确定 只有运行的时候才能确定大小
// 整型溢出
System.out.println(a * b);
}
}
# C
#include<stdio.h>
#include<stdio.h>
void main(){
// overflow in implicit constant conversion
// 存不下了
int a = 123123123123;
printf("%d\n", a);
}
https://i-blog.csdnimg.cn/img_convert/ba76f694e22c1d44d84e261764b3c577.png num = 1
print(num)
print(type(num)) # <class 'int'>
print(id(num)) # 140731596990904
num = 3.14
print(num)
print(type(num)) # <class 'float'>
print(id(num)) # 1998567916656
num = "Hello"
print(num)
print(type(num)) # <class 'str'>
print(id(num)) # 1998567809472
xixi = num
# 假设xixi和num都嗝屁了 上述三个数据对象怎么办？
# 没有被任何变量指向的对象，则成为垃圾，则被GC垃圾回收器自动回收
https://i-blog.csdnimg.cn/img_convert/9e9aa665895cc6e1f09fad9f18d11a70.png print("Hello")
haha = print
haha("World")
print = 1
haha(1 + 2)
haha(print)
print(1 + 2) # TypeError: 'int' object is not callable
"""
使用type()查看类型 id()查看地址
"""
https://i-blog.csdnimg.cn/img_convert/82582f5f8b79d98f853827afd1f7d3b1.png 总而言之，在Python中，变量（包含函数名）划一存储的数据对象在堆内存中的所在！
def show(a, b):
print(a + b)
return
test = show
print(test(1,2))
2.常量驻留问题
常量驻留是一种优化机制，它允许Python在内存中之生存一份特定值的副本，而多个变量可以引用这个相同的副本。这样做的目标，为了节省内存空间，并提高某些操作的效率。
[*]小整数驻留问题
>>> a = 1
>>> b = 1
>>> a == b # 指向的对象内容是否一致
True
>>> a is b # 指向的是否是同一个对象
True
解释：a变量和b变量存储的是数据对象1的内存所在，只有一个1的数据对象。
https://i-blog.csdnimg.cn/img_convert/e730d1988d46a15e2c98670f46a24866.png >>> a = 300
>>> b = 300
>>> a == b
True
>>> a is b
False
解释：a变量和b变量存储的是数据对象300的内存所在，有两个300的数据对象。
https://i-blog.csdnimg.cn/img_convert/505a947402e72b9be63571de1078fb53.png Python会为范围在[-5,256]之间的整数自动进行常量驻留。这就意味着，当你创建多个值在次范围内的话，他们实际上引用的是同一个数据对象。
上述的演示，是在控制台交互模式下的效果
在脚本模式下，有体现出了不一样的效果：
a = 1
b = 1
print(a == b)
print(a is b)
a = 300
b = 300
print(a == b)
print(a is b)
"""
True
True
True
True
"""
脚本当中，两个300是同一个数据对象，为什么呢？因为会有潜在的优化问题。
>>> id(-5)
140732088707320
>>> id(-4)
140732088707352
>>> id(-3)
140732088707384
>>> id(254)
140732088715608
>>> id(255)
140732088715640
>>> id(256)
140732088715672
>>> id(300)
1267470938224
>>> id(300)
1267470938224
>>> num = 400
>>> id(num)
1267473808912
>>> num2 = 400
>>> id(num2)
1267473808880
可以看到，自带驻留常量的所在是连续的，重新创建的再范围之外的常量，所在有可能连续也有可能不连续，但是跟常量驻留的所在连续吗？反证出300、400是新建的。
a = 300
b = 300
print(id(a))
print(id(b))
"""
3110779789776
3110779789776
"""
[*]字符串驻留问题
对于字符串而言，Python也会对一些符合特定条件的字符串进行常量驻留，字符串常量只能包含字母、下划线、数字，而且在编译期间就能确定其值的字符串。
>>> s1 = "HelloWorld"
>>> s2 = "HelloWorld"
>>> s1 == s2
True
>>> s1 is s2
True
由于下面的字符串当中出现了空格，所以则不会进行常量驻留，就是两个字符串对象，只不外内容相同而已。
>>> s1 = "Hello Python"
>>> s2 = "Hello Python"
>>> s1 == s2
True
>>> s1 is s2
False
s1的值在代码编辑期间，甚至到编译的时候，它的值就已经确定了，s2的值只有程序实行的时候才能确定。虽然s1和s2最终的内容是一样的，但是s2是运行期间创建的，它是别的一个数据对象。
>>> s1 = "HelloWorld"
>>> a = "Hello"
>>> b = "World"
>>> s2 = a + b
>>> s1 == s2
True
>>> s1 is s2
False
同样，在脚本环境中，效果又有差异的表现。
3.函数在内存中的运行逻辑
函数的运行是基于栈内存的，栈就是一个先辈后出的线性表
我们可以把一个函数当成是栈当中的一个元素：栈帧 -> 函数本身须要占用的内存
都包含哪些内容呢：
[*]函数名-引用关系
[*]参数列表
[*]函数内容：函数体 return 返回值
接着来看，具体的运行机制是这样的：
（1）函数被调用时，会从堆内存中将函数的代码加载进栈内存：进栈
（2）哪个函数在栈顶，哪个函数就有限实行
（3）直到栈顶函数碰到return时，竣事函数并将返回值传递给调用者：出栈
（4）在栈顶函数运行期间，如果又调用了其他函数，则当前函数停息运行，直到成为新的栈顶则继续实行。
def pow(a, b):
c = sum(a,b) ** b
return c
def sum(a,b):
c = a + b
return c
a = 1
b = 2
ret = pow(a,b)
print(ret)
https://i-blog.csdnimg.cn/img_convert/1c94f3af2b1f46a1d3361e7b5763b0c4.png
总结：
[*]局部变量是随着函数的进栈而创建的，随着函数的出栈而灭亡
[*]全局变量是随着程序的实行而创建的，随着程序的技能而灭亡
num = 10
def show():
# 函数内部寻找变量或函数的逻辑：就近原则
print(num)
show()
一般不建议在函数中直接使用全局变量，而是作为参数进行传递，为啥？一旦改变全局变量的值，那么直接调用该变量的函数在运行时就会出现有任务逻辑问题。
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