Python 如何通过引用传递变量？

Python文档似乎不清楚参数是通过引用还是通过值传递的，下面的代码生成未更改的值“Original”

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

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

---

我可以通过实际引用传递变量吗？

在这种情况下，方法

Change

中标题为

var

的变量被指定为

self.variable

的引用，您可以立即为

var

指定一个字符串。它不再指向

self.variable

。下面的代码片段显示了如果您修改

var

和

self.variable

所指向的数据结构会发生什么，在本例中是一个列表：

>>> class PassByReference:
...     def __init__(self):
...         self.variable = ['Original']
...         self.change(self.variable)
...         print self.variable
...         
...     def change(self, var):
...         var.append('Changed')
... 
>>> q = PassByReference()
['Original', 'Changed']
>>> 

我相信其他人可以进一步澄清这一点。

论点是正确的。这背后的理由有两个：

传入的参数实际上是对对象的引用（但引用是按值传递的）

某些数据类型是可变的，但其他数据类型不是可变的

因此：

• 如果将一个可变对象传递给一个方法，该方法将获得对该对象的引用，您可以随心所欲地对其进行变异，但如果您在该方法中重新绑定该引用，外部范围将对此一无所知，并且在您完成后，外部引用仍将指向原始对象

• 如果将一个不可变对象传递给一个方法，则仍然无法重新绑定外部引用，甚至无法修改该对象

为了让它更清楚，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)

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=['1'，'2'，'3']
得到['1'，'2'，'3']
更改为['1'，'2'，'3'，'4']
之后，外部列表=['1'、'2'、'3'、'4']

由于传入的参数是对

outer\u list

的引用，而不是它的副本，因此我们可以使用mutating list方法对其进行更改，并将更改反映在外部范围中

现在让我们看看当我们试图更改作为参数传入的引用时会发生什么：

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)

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'，'property'，'English']
得到['we'、'like'、'property'、'English']
设置为[‘和’、‘我们’、‘能’、‘不能’、‘撒谎’]
在后面，outer_list=['we'，'like'，'property'，'English']

由于

the_list

参数是按值传递的，因此为其分配一个新的列表没有方法之外的代码可以看到的效果。

外部列表

是

外部列表

引用的副本，我们将

外部列表

指向一个新列表，但无法更改

外部列表

指向的位置

字符串-不可变的类型 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：

以前，outer_string=这是很多很多年前的事了
一年前就有很多了
去海边的王国
之后，outer_string=这是很多很多年前的事了

同样，由于

参数是按值传递的，因此给它分配一个新的字符串没有方法之外的代码可以看到的效果。
外部字符串
是
外部字符串
引用的副本，我们将
外部字符串
指向一个新字符串，但无法更改
外部字符串
指向的位置

我希望这能把事情弄清楚一点

编辑：需要注意的是，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？”。让我们努力吧

我们该怎么解决这个问题？
正如@Andrea的回答所示，您可以返回新值。这不会改变传递信息的方式，但会让您获得想要的信息：

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)

如果您确实希望避免使用返回值，可以创建一个类来保存您的值并将其传递到函数中，或者使用现有类，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。
您在这里得到了一些非常好的答案

x = [ 2, 4, 4, 5, 5 ]
print x  # 2, 4, 4, 5, 5

def go( li ) :
  li = [ 5, 6, 7, 8 ]  # re-assigning what li POINTS TO, does not
  # change the value of the ORIGINAL variable x

go( x ) 
print x  # 2, 4, 4, 5, 5  [ STILL! ]


raw_input( 'press any key to continue' )

设想通过赋值传递，而不是通过引用/值传递。这样，只要你了解正常作业期间发生的事情，就会清楚发生了什么

因此，当将列表传递给函数/方法时，该列表被指定给参数名。添加到列表将导致列表被修改。在函数内重新分配列表不会更改原始列表，因为：

a = [1, 2, 3]
b = a
b.append(4)
b = ['a', 'b']
print a, b      # prints [1, 2, 3, 4] ['a', 'b']

由于不可变类型无法修改，它们看起来像是通过值传递的——将int传递给函数意味着将int分配给函数的参数。您只能重新分配它，但它不会更改原始变量值。
它既不是按值传递也不是按引用传递-它是按对象调用的。见Fredrik Lundh所著：


这里有一句重要的话：

“……变量[名称]不是对象；它们不能由其他变量表示或由对象引用。”

在您的示例中，当调用
Change
方法时，会为其创建一个；而
var
成为该名称空间中字符串对象
'Original'
的名称。然后，该对象在两个名称空间中有一个名称。接下来，
var='Changed'
将
var
绑定到一个新的字符串对象，因此该方法的名称空间忘记了
'Original'
。最后，这个名称空间被遗忘了，字符串
也随之“改变”
。
（编辑-布莱尔更新了他广受欢迎的答案，因此现在它是准确的）

我认为重要的是要注意到，目前投票最多的帖子（由布莱尔·康拉德撰写）虽然在结果上是正确的，但它具有误导性，几乎是不正确的
def __init__(self):
    self.variable = 'Original'
    self.Change(self.variable)

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

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

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

def change_me(list):
   list = [1, 2, 3]

my_list = [0, 1]
change_me(my_list)

[0, 1] = [1, 2, 3]

def change_me(list):
   list.append(2)

[0, 1].append(2)

>>> def x(y):
...     global z
...     z = y
...

>>> x
<function x at 0x00000000020E1730>
>>> y
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'y' is not defined
>>> z
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'z' is not defined

>>> x(2)
>>> x
<function x at 0x00000000020E1730>
>>> y
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'y' is not defined
>>> z
2

a = 1

b = x

def test(l):
    print "Received", l , id(l)
    l = [0, 0, 0]
    print "Changed to", l, id(l)  # New local object created, breaking link to global l

l= [1,2,3]
print "Original", l, id(l)
test(l)
print "After", l, id(l)

Original [1, 2, 3] 4454645632
Received [1, 2, 3] 4454645632
Changed to [0, 0, 0] 4474591928
After [1, 2, 3] 4454645632

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

    def Change(self):
        self.variable = 'Changed'

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

    @staticmethod
    def Change(var):
        var = 'Changed'
        return var

class PassByReference:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

def changeRef(ref):
    ref[0] = PassByReference('Michael')

obj = PassByReference('Peter')
print obj.name

p = [obj] # A pointer to obj! ;-)
changeRef(p)

print p[0].name # p->name

a=0
b=0
c=0
def myfunc(a,b,c):
    a=1
    b=2
    c=3
    return a,b,c

a,b,c = myfunc(a,b,c)
print a,b,c

def change(wrapper):
    wrapper(7)

x = 5
def setter(val):
    global x
    x = val
print(x)

class ByRef:
    def __init__(self, r, w, d):
        self._read = r
        self._write = w
        self._delete = d
    def set(self, val):
        self._write(val)
    def get(self):
        return self._read()
    def remove(self):
        self._delete()
    wrapped = property(get, set, remove)

# left as an exercise for the reader: define set, get, remove as local functions using global / nonlocal
r = ByRef(get, set, remove)
r.wrapped = 15

class ByRef:
    def __init__(self, locs, name):
        self._locs = locs
        self._name = name
    def set(self, val):
        self._locs[self._name] = val
    def get(self):
        return self._locs[self._name]
    def remove(self):
        del self._locs[self._name]
    wrapped = property(get, set, remove)

def change(x):
    x.wrapped = 7

def test_me():
    x = 6
    print(x)
    change(ByRef(locals(), "x"))
    print(x)

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

    def change(self, var):
        self.__dict__[var] = 'Changed'

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

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

# o.variable will equal 'Changed'
o = PassByReference()
assert o.variable == 'Changed'

class RefsObj(object):
    "A class which helps to create references to variables."
    pass

...

# an example of usage
def change_ref_var(ref_obj):
    ref_obj.val = 24

ref_obj = RefsObj()
ref_obj.val = 1
print(ref_obj.val) # or print ref_obj.val for python2
change_ref_var(ref_obj)
print(ref_obj.val)

# returns the result of adding numbers `a` and `b`
def AddNumbers(a, b, ref): # using a dict for reference
    result = a + b
    ref['multi'] = a * b # reference the multi. ref['multi'] is number
    ref['msg'] = "The result: " + str(result) + " was nice!"
    return result

number1 = 5
number2 = 10
ref = {} # init a dict like that so it can save all the referenced values. this is because all dictionaries are passed by reference, while strings and numbers do not.

sum = AddNumbers(number1, number2, ref)
print("sum: ", sum)             # the returned value
print("multi: ", ref['multi'])  # a referenced value
print("msg: ", ref['msg'])      # a referenced value

def need_to_modify(update):
    update(42) # set new value 42
    # other code

def call_it():
    value = 21
    def update_value(new_value):
        nonlocal value
        value = new_value
    need_to_modify(update_value)
    print(value) # prints 42

def somefunction(p):
    a=p+1
    b=p+2
    c=-p
    return a, b, c

x, y, z = somefunction(w)

def somefunction(a, b, c):
    a = a * 2
    b = b + a
    c = a * b * c
    return a, b, c

x = 3
y = 5
z = 10
print(F"Before : {x}, {y}, {z}")

x, y, z = somefunction(x, y, z)

print(F"After  : {x}, {y}, {z}")

Before : 3, 5, 10  
After  : 6, 11, 660
import ctypes

def f(a):
    a.value=2398 ## resign the value in a function

a = ctypes.c_int(0)
print("pre f", a)
f(a)
print("post f", a)

import builtins

class sstr(str):
    def __str__(self):
        if hasattr(self, 'changed'):
            return self.changed

        return self

    def change(self, value):
        self.changed = value

builtins.str = sstr

def change_the_value(val):
    val.change('After')

val = str('Before')
print (val)
change_the_value(val)
print (val)

class PassByReference:
    def __init__(self, variable, pass_by_reference=True):
        self._variable_original = 'Original'
        self._variable = variable
        self._pass_by_reference = pass_by_reference # False => pass_by_value
        self.change(self.variable)
        print(self)

    def __str__(self):
        print(self.get_variable())

    def get_variable(self):
        if pass_by_reference == True:
            return self._variable
        else:
            return self._variable_original

    def set_variable(self, something):
        self._variable = something

    def change(self, var):
        self.set_variable(var)

def caller_method():

    pbr = PassByReference(variable='Changed') # this will print 'Changed'
    variable = pbr.get_variable() # this will assign value 'Changed'

    pbr2 = PassByReference(variable='Changed', pass_by_reference=False) # this will print 'Original'
    variable2 = pbr2.get_variable() # this will assign value 'Original'