Python混淆 - 約定，名稱和值

Question

我是初學者，在學習python時遇到困惑。如果我有以下Python代碼：

import numpy as np 
X = np.array([1,0,0]) 
Y = X 
X[0] = 2 
print Y 

Ÿ將被證明是array([2, 0, 0])

但是，如果我做到以下幾點：

import numpy as np 
X = np.array([1,0,0]) 
Y = X 
X = 2*X 
print Y 

Y仍然是array([1,0,0])

什麼正在進行？

Answer 1

這是因爲X和Y是引用同一對象np.array([1,0,0])這意味着不管是否一個呼叫通過X或Y完成，結果將是相同的，但改變一個的參考，沒有任何影響。

如果你寫：

X = np.array([1,0,0]) 
Y = X 

基本上發生的事情是，有兩個局部變量X和Y這指同一個對象。所以內存的樣子：

 +--------+ 
Y -> |np.array| <- X 
    +--------+ 
    |[1,0,0] | 
    +--------+ 

現在，如果你這樣做X[0] = 2，基本上是短的：

X.__setitem__(0,2) 

所以調用對象上的方法。所以，現在的內存看起來像：

 +--------+ 
Y -> |np.array| <- X 
    +--------+ 
    |[2,0,0] | 
    +--------+ 

不過，若你寫：

X = 2*X 

第一2*X是評估。現在2*X是短期的：

X.__rmul__(2) 

（Python的首先查找是否2支持__mul__爲X，但由於2將引發NotImplementedException），Python將回退到X.__rmul__）。現在X.__rmul__不改變X：它留下X完好，但構造新陣列並返回。 X由現在引用該數組的新數組捕獲）。

它創建了一個新的array對象：array([4, 0, 0])然後X引用新的對象。所以，現在的內存看起來像：

 +--------+   +--------+ 
Y -> |np.array|  X ->|np.array| 
    +--------+   +--------+ 
    |[2,0,0] |   |[4,0,0] | 
    +--------+   +--------+ 

但正如你所看到的，Y仍然引用舊的對象。

Answer 2

想想這樣： python中的等號表示引用。

Y = X使得ý指向相同的地址X點至

X[0] = 2使得X [0]指向2

X = 2*X使得X點到一個新的東西，但是Y爲仍然指向的地址原來的X，所以Y是不變

這是不完全正確的，但它足夠接近明白一個道理

Answer 3

當你說X = np.array([1, 0, 0])，創建具有一些方法，幷包含實際數據和其它信息的一些內部緩存的對象。

做Y = X套Y指同一個實際的對象。這被稱爲綁定到Python中的名稱。您也綁定了與X綁定的名稱爲Y的同一對象。

做X[0] = 2調用對象的方法__setitem__，其中做一些事情的基礎緩衝區。如果修改了對象。現在，當您打印X或Y的值時，來自該對象緩衝區的數字爲2, 0, 0。

做X = 2 * X轉化爲X.__rmul__(2)。此方法不會修改X。它創建並返回一個新的數組對象，其每個元素是對應元素X的兩倍。然後，將新對象綁定到名稱X。但是，名稱Y仍然綁定到原始數​​組，因爲您沒有做任何更改。另外，因爲2.__mul__(X)不起作用，所以使用X.__rmul__。 Numpy數組自然地定義乘法是可交換的，所以X.__mul__和X.__rmul__應該是一樣的。

有趣的是，您還可以執行X *= 2，這會將更改傳播到Y。這是因爲操作者*=翻譯爲__imul__方法，該方法確實修改輸入到位。

Answer 4

這更多的是關於公約和名稱不引用和值。

當分配：

Y = X 

然後名稱Y指對象名稱X點。在某種意義上，指針X和Y指向同一個對象：

X is Y # True 

的is檢查名稱指向同一個對象！

---

然後它變得棘手：你在數組上做一些操作。

X[0] = 2 

這就是所謂的「項目任務」，並呼籲

X.__setitem__(0, 2) 

什麼__setitem__應該做的（約定）在容器X更新一些價值。因此X應該仍然指向同一個對象。

然而X * 2是「乘法」，並且約定規定這應該創建一個新對象（再次約定，您可以通過覆蓋X.__mul__來更改該行爲）。所以，當你做

X = X * 2 

名稱X現指新對象X * 2創建：

X is Y # False 

通常公共庫遵守這些約定，但強調的是，你可以完全地改變這是很重要的！