Python中的指针？`x.pointerDest = y.pointerDest`?

Question

我把我之前的问题拆成几个部分，因为它实在太复杂了，详细内容可以在这里找到。这个问题和这个回答以及这个回答有关。我在尝试理解指针，但不确定在Python中是否存在指针。

# Won't change x with y=4
>>> x = 0; y = x; y = 4; x
0

# Won't change y
>>> x = 0; y = x; x = 2; y
0

#so how can I change pointers? Do they even exist in Python?
x = 0
y.pointerDestination = x.pointerDestination   #How? By which command?
x = 2
# y should be 0, how?

[更新 2：已解决]

可能存在矛盾的说法，比如说Python中没有指针。和Python没有“指向”简单标量值的概念。最后一句话是否意味着指向其他东西的指针是存在的，这样就否定了第一句话？

Answer 1

在Python中没有指针这个概念。取而代之的是一种叫做引用的东西（虽然它们在实现上常常用指针，但和C++中的引用不同的是，Python的引用并不意味着按引用传递）。每个变量都存储着一个指向其他地方（堆内存）分配的对象的引用。每个集合也存储着指向其他地方分配的对象的引用。对象的每个成员同样存储着指向其他地方分配的对象的引用。

简单来说，表达式x会返回存储在x中的引用——使用这个引用的人无法知道它是来自一个变量。你无法获取到一个变量的链接（与其内容相对），也就是说无法追踪这个变量的变化。对项（x[y] = ...）和成员（x.y = ...）的赋值在一个方面是不同的：它们调用方法并改变现有对象，而不是覆盖一个本地变量。这种区别在处理作用域时特别重要，但你可以使用这两种方式来模拟不可变类型的可变性（正如@Greg Hewgill所示），并在函数边界之间共享状态变化（例如def f(x): x = 0不会改变任何东西，但def g(x): x.x = 0会改变）。不过，这并不能完全模拟按引用传递——除非你把每个变量替换成一个包装对象，这个对象的唯一目的是持有一个可变的val属性。这就相当于在C语言中通过指针模拟按引用传递，但要麻烦得多。

Answer 2

不要把指针和引用搞混。它们不是一回事。指针其实就是指向一个对象的地址。在Python中，你并不能直接访问对象的地址，只能访问它们的引用。

当你把一个对象赋值给一个变量时，其实是把这个对象的引用赋给了变量。

x = 0
# x is a reference to an object `0`
y = [0]
# y is a reference to an object `[0]`

在Python中，有些对象是可变的，这意味着你可以改变这个对象的属性。还有一些对象是不可变的，意味着你不能改变它们的属性。

int（一个标量对象）是不可变的。你不能改变一个int的任何属性（也就是不能修改）。

# suppose ints had a `value` property which stores the value
x.value = 20 # does not work

而list（一个非标量对象）是可变的。你可以改变列表中的单个元素，让它指向其他东西。

y[0] = 20 # changes the 0th element of the list to `20`

在你展示的例子中：

>>> x = [0]
>>> y = [x]

你并不是在处理指针，而是在处理指向某些值的列表的引用。x是一个包含单个整数0的列表。y是一个列表，它包含了对x所指向的内容的引用（在这个例子中，就是列表[0]）。

你可以这样改变x的内容：

>>> print(x)
[0]
>>> x[0] = 2
>>> print(x)
[2]

你可以通过y的引用来改变x所指向的列表的内容：

>>> print(x)
[2]
>>> print(y)
[[2]]
>>> y[0][0] = 5
>>> print(x)
[5]
>>> print(y)
[[5]]

你也可以改变y的内容，让它指向其他东西：

>>> print(y)
[[5]]
>>> y[0] = 12345
>>> print(x)
[5]
>>> print(y)
[12345]

这基本上和Java或C#等语言的语义是一样的。你并不直接使用指向对象的指针（虽然在底层实现中确实使用了指针），而是使用对象的引用。

Answer 3

在Python中，标量对象是不可变的。这意味着一旦你创建了一个标量对象，比如数字或字符串，你就不能改变它的值。如果你使用的是非标量对象，比如列表，你可以这样做：

>>> x = [0]
>>> y = x
>>> y[0] = 4
>>> y
[4]
>>> x
[4]
>>> x is y
True

Python没有“指针”这个概念来指向简单的标量值。