變量不是盒子

1997 年夏天，我在 MIT 學了一門 Java 課程。Lynn Andrea Stein 教授
（一位獲獎的計算機科學教育工作者，目前在歐林工程學院教書）指
出，人們經常使用“變量是盒子”這樣的比喻，但是這有礙于理解面向對
象語言中的引用式變量。Python 變量類似于 Java 中的引用式變量，因此
最好把它們理解為附加在對象上的標注。

在示例 8-1 所示的交互式控制臺中，無法使用“變量是盒子”做解釋。圖
8-1 說明了在 Python 中為什么不能使用盒子比喻，而便利貼則指出了變
量的正確工作方式。

示例 8-1　變量 a 和 b 引用同一個列表，而不是那個列表的副本

>>> a = [1, 2, 3]
>>> b = a
>>> a.append(4)
>>> b
[1, 2, 3, 4]

圖 8-1：如果把變量想象為盒子，那么無法解釋 Python 中的賦值；
應該把變量視作便利貼，這樣示例 8-1 中的行為就好解釋了

Stein 教授還反復講解了賦值方式。例如講到 seesaw 對象時，她會說“把
變量 s 分配給 seesaw”，絕不會說“把 seesaw 分配給變量 s”。對引用式
變量來說，說把變量分配給對象更合理，反過來說就有問題。畢竟，對
象在賦值之前就創建了。示例 8-2 證明賦值語句的右邊先執行。

示例 8-2　創建對象之后才會把變量分配給對象

>>> class Gizmo:
... def __init__(self):
... print('Gizmo id: %d' % id(self))
...
>>> x = Gizmo()
Gizmo id: 4301489152 ?
>>> y = Gizmo() * 10 ?
Gizmo id: 4301489432 ?
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: unsupported operand type(s) for *: 'Gizmo' and 'int'
>>>
>>> dir() ?
['Gizmo', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__',
'__package__', '__spec__', 'x']

? 輸出的 Gizmo id: … 是創建 Gizmo 實例的副作用。
? 在乘法運算中使用 Gizmo 實例會拋出異常。
? 這里表明，在嘗試求積之前其實會創建一個新的 Gizmo 實例。
? 但是，肯定不會創建變量 y，因為在對賦值語句的右邊進行求值時拋
出了異常。

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為了理解 Python 中的賦值語句，應該始終先讀右邊。對象在
右邊創建或獲取，在此之后左邊的變量才會綁定到對象上，這就像
為對象貼上標注。忘掉盒子吧！