如何通过引用传递变量？

Question

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

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

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

原文由 David Sykes 发布，翻译遵循 CC BY-SA 4.0 许可协议

Answer 1

参数 通过赋值传递。这背后的理由是双重的：

1. 传入的参数实际上是对对象的 _引用_（但引用是按值传递的）
2. 一些数据类型是可变的，而另一些则不是

所以：

• 如果你将一个 可变 对象传递给一个方法，该方法会得到对同一个对象的引用，你可以随心所欲地改变它，但如果你在方法中重新绑定引用，外部作用域将一无所知，之后大功告成，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，仍然无法重新绑定外部引用，甚至无法改变对象。

为了更清楚地说明，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 outer_list 的引用，而不是它的副本，我们可以使用变异列表方法来更改它并将更改反映在外部范围中。

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 the_list 参数是按值传递的，因此为其分配新列表对方法外部的代码看不到任何影响。 The the_list was a copy of the outer_list reference, and we had the_list point to a new list, but there was no way to change where outer_list 指出。

字符串 - 不可变类型

它是不可变的，所以我们无法更改字符串的内容

现在，让我们尝试更改参考

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 the_string 参数是按值传递的，因此为其分配一个新字符串对方法外部的代码看不到任何影响。 The the_string was a copy of the outer_string reference, and we had the_string point to a new string, but there was no way to change where outer_string 指出。

我希望这可以解决一些问题。

编辑： 有人指出，这并没有回答@David 最初提出的问题，“我可以做些什么来通过实际引用传递变量吗？”。让我们努力吧。

我们如何解决这个问题？

正如@Andrea 的回答所示，您可以返回新值。这不会改变事物传递的方式，但可以让您获得想要退出的信息：

 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它传递给函数或使用现有的类，比如列表：

 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])

虽然这看起来有点麻烦。

原文由 Blair Conrad 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议

Answer 2

问题来自于对 Python 中变量的误解。如果您习惯了大多数传统语言，您就会对以下顺序发生的事情有一个心理模型：

 a = 1
a = 2

您认为 a 是存储值 1 的内存位置，然后更新为存储值 2 。这不是 Python 中的工作方式。相反， a 开始作为对具有值 1 的对象的引用，然后被重新分配为对具有值 2 的对象的引用这两个对象可能会继续共存，即使 a 不再引用第一个；事实上，它们可以被程序中的任意数量的其他引用共享。

当您使用参数调用函数时，会创建一个新的引用来引用传入的对象。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一个新对象。在你的例子中：

 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 'Original' 的引用。当您调用 Change 时，您创建了对该对象的第二个引用 var 。在函数内部，您将引用 var 重新分配给不同的字符串对象 'Changed' ，但引用 self.variable 是单独的并且不会更改。

解决这个问题的唯一方法是传递一个可变对象。因为两个引用都引用同一个对象，所以对该对象的任何更改都会反映在两个地方。

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

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

原文由 Mark Ransom 发布，翻译遵循 CC BY-SA 3.0 许可协议