USF MSDS501 计算数据科学中文讲义 2.5 数据别名

来源： ApacheCN『USF MSDS501 计算数据科学中文讲义』翻译项目

原文：Data Aliasing

译者：飞龙

协议：CC BY-NC-SA 4.0

编程最棘手的事情之一是确切地肯定变量所指的数据。 请记住，咱们使用data和salary这样的名称来表示保存数据值的内存单元。 名称比物理内存地址更容易记住，但咱们可能被愚弄。 例如，显然两个变量x和y均可以具备相同的整数值 7：

x = y = 7
print(x,y)

# 7 7

可是，你知道他们都指的是同一个 7 对象吗？ 换句话说，Python 中的变量始终是引用或指向数据的指针，所以变量在技术上并非持有值。 指针就像电话号码“指向”手机，但指针自己不是手机自己。

咱们可使用内置的id(x)函数来发现这个间接的秘密层次，该函数返回由x指向的物理内存地址。 为了证实这一点，让咱们问一下x和y指向的是什么：

x = y = 7
print(id(x))
print(id(y))

'''
4468307488
4468307488
'''

哇！ 他们是同样的。 该数字表示 Python 存储共享对象 7 的内存位置。

固然，做为程序员，咱们并不认为这些原子元素指的是同一个对象；请记住他们这样作。 咱们更有可能将它们视为相同数字的副本，由于lolviz在视觉上显示：

from lolviz import *
callviz(varnames=['x','y'])

让咱们验证字符串是否发生了一样的事情：

name = 'parrt'
userid = name # userid now points at the same memory as name
print(id(name))
print(id(userid))

'''
4506178760
4506178760
'''

好的，很好，因此咱们实际上共享相同的内存地址来保存字符串'parrt'，而且两个变量名都指向同一个共享空间。咱们在语言实现中称之为别名。

当咱们开始更改共享数据时，事情才会变得怪异。整数和字符串不会发生这种状况，由于它们是不可变的（没法更改）。让咱们看一个列表的两个相同副本：

you = [1,3,5]
me  = [1,3,5]
print(id(you))
print(id(me))
callviz(varnames=['you','me'])

'''
4508962504
4508962440
'''

这些列表具备相同的值，但存在不一样的内存地址。他们不是别名；它们不是共享的。所以，更改一个不会改变另外一个：

you = [1,3,5]
me  = [1,3,5]
print(you, me)
you[0] = 99
print(you, me)

'''
[1, 3, 5] [1, 3, 5]
[99, 3, 5] [1, 3, 5]
'''

另外一方面，让咱们看看若是咱们让you和me共享相同的列表副本（指向相同的内存位置）会发生什么：

you = [1,3,5]
me  = you
print(id(you))
print(id(me))
print(you, me)
callviz(varnames=['you','me'])

'''
4509139464
4509139464
[1, 3, 5] [1, 3, 5]
'''

如今，更改一个彷佛改变另外一个，但实际上二者都恰好引用内存中的相同位置：

you[0] = 99
print(you, me)
callviz(varnames=['you','me'])

# [99, 3, 5] [99, 3, 5]

不要混淆“更改列表元素”和“更改指向列表的指针”：

you = [1,3,5]
me  = you
callviz(varnames=['you','me'])

me = [9,7,5] # doesn't affect `you` at all
print(you)
print(me)
callviz(varnames=['you','me'])

'''
[1, 3, 5]
[9, 7, 5]
'''

当咱们将列表或其余数据结构传递给函数时，这种数据别名大量存在。 将Quantity列表传递给其参数名为data的函数，意味着这两个是别名。 咱们将在使用函数组织代码的“符号可见性”部分中，更详细地查看这个现象。

浅复制

X = [[1,2],[3,4]]
Y = X.copy() # shallow copy
callviz(varnames=['X','Y'])

X[0][1] = 99
callviz(varnames=['X','Y'])
print(Y)

# [[1, 99], [3, 4]]