Python如何判断参数是引用还是值？

Question

在C++中，void somefunction(int)是把一个值传递给函数，而void somefunction(int&)是把一个引用传递给函数。简单来说，前者是把数字的副本给函数，后者是把数字的地址给函数，让函数可以直接修改原来的数字。在Java中，基本数据类型（像数字和字符）是按值传递的，而对象则是按引用传递的。那Python是怎么决定的呢？

补充一下：既然所有东西都是按引用传递的，为什么这段代码：

def foo(num):
    num *= 2

a = 4
foo(a)

print(a)

打印的是'4'而不是'8'呢？

Answer 1

针对你的修改，原因是Python中的整数是不可变的。也就是说，a没有变化，跟你运行下面这段代码时a没有变化是同样的道理：

a = 4
num = a
num *= 2
print(a)

你并没有直接改变num（因此也没有改变a），而是创建了一个新的数字，然后把它赋值给了num。

Answer 2

它通过引用来传递所有东西。即使你指定了一个数字值，它实际上是指向一个包含这个值的表。这就是静态语言和动态语言之间的区别。类型是和值绑定在一起的，而不是和容器绑定，变量只是指向一个“值空间”的引用，这个空间里存放着所有的值。你可以想象这个值空间里有所有可能的不可变对象（比如整数、浮点数、字符串），还有你自己创建的所有可变对象（比如列表、字典、对象）。当然，只有在你使用它们的时候，这些对象的存在才会变得具体化（也就是说，如果你在程序中从来没有用到数字42，那么在“值空间”里就不会为42分配任何空间）。

之所以这样，是因为它所指向的数字是一个不可变对象。4就是4，无论如何都不会改变。

def foo(num): # here, num is referring to the immutable entity 4
    num *= 2  # num now refers to the immutable entity 8

a = 4        # a now is pointing to the immutable entity 4
foo(a)       # a is still referring to the same entity 4

print(a)     # prints what a refers to, still 4

但是，如果你这样做

def foo(l):      # here, l refers to the list it receives
    l.append(5)  # the list is appended with the number 5

a = []       # a now is pointing to a specific mutable list 
foo(a)       # a is still referring to the same specific mutable list

print(a)     # prints what a refers to, the specific mutable list which now contains [5]

Answer 3

这里的术语有点争议。在Java社区，他们认为所有东西都是按值传递的：基本数据类型是按值传递的；引用也是按值传递的。（如果你不相信，可以在这个网站上搜索Java和按引用传递。）需要注意的是，在这个语言中，“对象”并不是值；只有指向对象的引用才算是值。

他们的区分在于，在Java中，当你传递一个引用时，调用者的原始引用变量是不能被被调用者改变的（也就是说，不能让它指向一个不同的对象），而这在按引用传递中是可以的。只有引用所指向的对象可以被修改，但这并不重要。

Python中的值和Java中的引用工作方式完全一样。如果我们用同样的定义，那么我们可以说Python中的一切都是引用，所有东西都是按值传递的。当然，Python社区中的一些人使用了不同的定义。

术语上的争议是大多数混淆的来源。

既然你提到了C++，那么你在Python中的代码在C++中大致相当于这样的代码：

void foo(const int *num) {
    num = new int(*num * 2);
}

const int *a = new int(4);
foo(a);

print(a);

注意，参数是一个指针，这和Java和Python中的引用最为相似。