Python 变量

学习目标

理解 Python 变量的本质：对象引用机制
掌握变量命名的规则与最佳实践
熟练使用单值、多值赋值及动态类型特性
学会进行类型转换并判断变量类型
了解变量删除与内存管理的基本原理

什么是变量

在 Python 中，变量是用于存储数据的标识符。它本质上是一个指向对象的引用，而非直接包含数据本身。

Python 是动态类型语言，无需声明变量类型，解释器会根据赋值内容自动推断类型。

x = 5
name = "Samantha"
print(x)
print(name)

输出：

5
Samantha

注意：x 并不“等于”5，而是引用了值为 5 的整数对象。

变量命名规则

要创建合法的变量名，必须遵守以下规则：

只能包含 字母（a–z, A–Z）、数字（0–9）和下划线（_）
不能以数字开头
区分大小写（myVar 与 myvar 是两个不同变量）
不能使用 Python 关键字（如 if, else, for, class 等）

合法变量名示例

age = 21
_colour = "淡紫色"
total_score = 90
user_name = "张三"

非法变量名示例

1name = "Error"     # 以数字开头
class = 10          # 'class' 是保留关键字
user-name = "Doe"   # 包含连字符（-）

建议：使用小写字母加下划线的命名风格（snake_case），如 student_id，这是 Python 社区推荐的 PEP 8 规范。

变量赋值方式

1. 基本赋值

使用 = 运算符将值绑定到变量：

x = 5        # 整数
y = 3.14     # 浮点数
z = "你好"    # 字符串

2. 动态类型

同一个变量可以在程序运行过程中引用不同类型的数据：

x = 10           # x 引用整数对象
x = "现在是字符串"  # x 现在引用字符串对象
print(x)         # 输出：现在是字符串

3. 多变量赋值

同值赋值（链式赋值）

a = b = c = 100
print(a, b, c)  # 输出：100 100 100

注意：对于可变对象（如列表），这种赋值会导致多个变量共享同一对象，修改一个会影响其他变量。

多值赋值（解包赋值）

x, y, z = 1, 2.5, "Python"
print(x, y, z)  # 输出：1 2.5 Python

此特性常用于交换变量值：

a, b = 5, 10
a, b = b, a
print(a, b)  # 输出：10 5

类型转换

虽然 Python 自动处理类型，但有时我们需要显式转换数据类型。

函数	作用	示例
`int()`	转换为整数	`int("10") → 10`
`float()`	转换为浮点数	`float(5) → 5.0`
`str()`	转换为字符串	`str(25) → "25"`

s = "10"
n = int(s)        # 字符串 → 整数

cnt = 5
f = float(cnt)    # 整数 → 浮点数

age = 25
s2 = str(age)     # 整数 → 字符串

print(n)   # 10
print(f)   # 5.0
print(s2)  # "25"

若转换不兼容（如 int("abc")），会抛出 ValueError。

查看变量类型

使用内置函数 type() 可获取变量所引用对象的类型：

n = 42
f = 3.14
s = "Hello"
li = [1, 2, 3]
d = {'key': 'value'}
flag = True

print(type(n))    # <class 'int'>
print(type(f))    # <class 'float'>
print(type(s))    # <class 'str'>
print(type(li))   # <class 'list'>
print(type(d))    # <class 'dict'>
print(type(flag)) # <class 'bool'>

对象引用机制

Python 中的变量不存储数据本身，而是存储对对象的引用。

x = 5      # 创建整数对象 5，x 指向它
y = x      # y 也指向同一个对象 5（共享引用）

此时，x 和 y 都引用同一个整数对象。

x = "CodeMaster"  # 创建新字符串对象，x 指向它
# y 仍指向原来的 5

随后：

y = "Computer"    # y 指向新的字符串对象
# 原来的整数对象 5 不再被引用，将被垃圾回收

关键点：重新赋值不会影响其他变量，因为只是改变了引用目标。

删除变量

使用 del 语句可从当前命名空间中移除变量：

x = 10
del x
print(x)  # 报错！

错误信息：

NameError: name 'x' is not defined

del x 并不立即释放内存，而是解除变量名与对象的绑定。当对象没有任何引用时，Python 的垃圾回收机制会自动回收其内存。

实用示例

1. 交换两个变量

无需临时变量

a, b = 5, 10
a, b = b, a
print(a, b)  # 输出：10 5

2. 获取字符串长度并赋值

word = "Python"
length = len(word)
print("单词长度为：", length)  # 输出：单词长度为： 6

重点总结

Python 变量是对象的引用，不是容器。
命名需遵循规则：字母、数字、下划线，不以数字开头，不使用关键字。
支持动态类型、多变量赋值、链式赋值。
类型转换使用 int(), float(), str() 等函数。
type() 用于检查变量类型。
del 删除的是变量名，而非对象本身；对象由垃圾回收机制管理。
多变量赋值和交换是 Python 的简洁特性，应善加利用。

思考题

执行以下代码后，a 和 b 是否引用同一个列表对象？为什么？
```
a = [1, 2, 3]
b = a
b.append(4)
print(a)
```
如何安全地将用户输入的字符串转换为整数，并在输入无效时提示错误？
为什么 a = b = [] 在某些情况下会导致意外行为？如何正确初始化两个独立的空列表？