变数 variable

“变数”是什么？简单来说，就是一个“内容会改变”的数，举凡文字、数字、布尔值 ( 逻辑 )、数组...等内容格式，都可以是变数所包含的内容，变数常见于数学公式，例如 xyz 座标、width 宽度或 height 高度，都是一种数字型态的变数。

快速导览：认识 Python 的变数、设定多个变数、设定多个变数的陷阱、重新设定变数、交换变数内容、变数后方的逗号、选择好的变数名称

本篇使用的 Python 版本为 3.7.12，所有范例可使用 Google Colab 实作，不用安装任何软件 ( 参考：使用 Google Colab )

认识 Python 的变数

Python 里的变数，表示的是“某个对象”的“名称”，当给予某个变数内容时，其实是将内容放入一个对象“容器”中储存，然后“给予这个对象一个变数名称”。

可以想像成将内容放到一个杯子 ( 容器 ) 里，接着在这个杯子上贴上标签 ( 名称 )，这个贴有标签的杯子，就是一个“变数”。

举例来说，下面的程序码，执行后会印出数字 1。

a = 1
print(a) # 得到結果 1

程序执行顺序为：

• 第一步：将数字 1 放入一个对象容器。
• 第二步：指定这个对象的名称为 a ( 变数 a = 1 )。
• 第三步：印出变数 a 的对象内容。

设定多个变数

因为 Python 变数的特性，同样一个对象可以赋予多个变数名称，下面的程序码，执行后，变数 a、b、c 都会是 1。

就像一个杯子上面，贴了各种不同标签。

a = 1
b = c = a
print(a) # 得到結果 1
print(b) # 得到結果 1
print(c) # 得到結果 1

程序执行顺序为：

• 第一步：将数字 1 放入一个对象容器。
• 第二步：指定这个对象的名称为 a ( 变数 a = 1 )。
• 第三步：让这个对象名称也有 b 和 c。
• 第四步：印出变数 a、b、c 的内容。

如果要一次设定多个变数的名称和内容，可以使用逗号分隔名称和内容 ( 注意变数的数量要和赋值的数量相同 )，下面的程序，只用了一行就设定了 a、b、c 三变数。

a, b, c = 1, 2, 3
print(a)   # 1
print(b)   # 2
print(c)   # 3

设定多个变数的陷阱

如果变数的内容是串列、字典或集合，在处理“多个变数同时赋值”时容易会遇到陷阱，因为变数只是“标签”，当多个变数同时指向一个串列、字典或集合时，只要变数内容被修改 ( 并非使用等号赋值 )，不论这个变数是全域还是区域变数，另外一个变数内容也会跟着更动。

下方例子的变数 a 使用 append 的方式“修改”串列内容，就会造成 a 和 b 的内容同时被修改，但如果 c 是使用等号再次“宣告赋值”，c 和 d 就会指向不同的内容。

a = []
b = a
a.append(1)
print(a)    # [1]
print(b)    # [1]   # 被影響

c = []
d = c
c = [1]
print(c)    # [1]
print(d)    # []    # 不受影響

同样的原理也可以应用在会被“全域变数和区域变数”影响的函数，下方的例子执行后，f1 函数的 a 不受作用域的影响，使用 append 发生“改变”后，不论 a 在何处都会被影响，连带 b 也被影响，但 c 因为是使用等号“宣告赋值”，就会转变成“区域变数”，因此在 f1 函数作用域之外的 c 就不会被影响，d 也不会被影响。

a = []
b = a
c = []
d = c

def f1():
    a.append(1)
    c = [1]
    print(a)  # [1]
    print(b)  # [1]   # 被影響
    print(c)  # [1]
    print(d)  # []    # 不受影響

def f2():
    print(a)  # [1]   # 被影響
    print(b)  # [1]   # 被影響
    print(c)  # []    # 不受影響
    print(d)  # []    # 不受影響

f1()
f2()

重新设定变数

在同一层的程序里，变数名称都是不会重复的，如果重复使用了变数名称，则会将名称指派给另外一个对象，下面的程序码，执行后会印出数字 2 和 1。

就像从一个杯子上撕下标签，贴到另外一个杯子上。

a = 1
b = a
a = 2
print(a) # 得到結果 2
print(b) # 得到結果 1

执行顺序为：

• 第一步：将数字 1 放入一个对象容器。
• 第二步：指定这个对象的名称为 a ( 变数 a = 1 )。
• 第三步：让指定名称为 a 的对象也有另外一个名称 b ( 变数 b = 变数 a )。
• 第四步：将数字 2 放入一个对象容器，指定这个对象的名称为 a ( 将标签 a 从数字 1 的盒子上撕下来，贴到数字 2 的盒子上 )。
• 第五步：印出变数 a 和名称 b 的对象内容。

交换变数名称

在其他程序语言里，如果想要交换两个变数的值，通常会用另外一个变数暂存要交换的数值，在 Python 里可以一次进行多个变数的交换名称，下方的例子会将 a、b、c 的数值换成 b、c、a。

a = 1
b = 2
c = 3
print(a, b, c)     # 1, 2, 3
a, b, c = b, c, a  # 交換內容
print(a, b, c)     # 2, 3, 1

同理，如果在变数赋值时，有变数的内容有做运算，同样会按照交换变数名称的方法，以当下的变数内容为主，下方的例子虽然按起来很类似，但因为 a 和 b 使用交换变数名称的方式，因此 a+b 运算时 a 等于 1，而 c 和 d 是按照顺序赋值，所以 c+d 时 c 的内容已经改变了。

a = 1
b = 2
a, b = b, a+b
print(a, b)    # 2, 3

c = 1
d = 2
c = d
d = c + d
print(c, d)    # 2, 4

变数后方的逗号

有时候在浏览一些程序时，会遇到宣告变数的后方多了一个“逗号”，在变数后方加上逗号，表示“tuple 的型别转换”，当 tuple 中“只有一个元素”的时候，变数后方加上逗号，就能将元组型别转换成文字或数字。

a = (1,)
b = ('b',)
c1 = a
c2, = a    # 宣告時加上逗號
d1 = b
d2, = b    # 宣告時加上逗號
print(c1)  # (1,)    # 還是 tuple
print(c2)  # 1       # 變成數字
print(d1)  # ('b',)  # 還是 tuple
print(d2)  # b       # 變成文字

好的变数名称

帮变数命名的时候，需要把握一个重点：“看到变数的名称，就知道是储存什么数据”，因此变数名称如果取得不好，程序就会难以理解，Python 官方网站提供了以下几个变数名称的建议：

• 建议使用小写英文字母，例如 score。如果需要组合多个英文单字，可以在单字之间加上底线，例如：english_score。
• 如果变数的内容不要被修改（ 其他程序语言称为“常数”，也就是内容不会改变的数 )，变数名称建议全部用大写英文字母，例如 MAX_NUMBER。
• 如果变数名称包含专有名词，例如 HTTP、APP，就使用原来的大小写格式，例如 HTTP_port、APP_port。

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