Python變數在內存中的存儲

該文章將從多個方面對Python變數在內存中的存儲進行詳細闡述，包括變數的聲明和賦值、變數的引用和指向、內存地址的變化、內存管理機制等。

一、聲明和賦值

在Python中，變數聲明不需要指定變數類型。當我們為變數賦值時，Python會根據賦值的內容自動決定變數類型，並分配一塊內存來存儲該變數。

age = 20
name = "Tom"
height = 1.75

在上面的代碼中，我們分別聲明並賦值了一個整數型變數age，一個字元串型變數name和一個浮點型變數height。Python會自動將它們存儲在內存中，並進行類型的自動轉換。

二、引用和指向

在Python中，變數本質上是一個指向內存中某個位置的地址標識符。當我們引用一個變數時，實際上是在引用對應內存地址中存儲的數據。

a = 100
b = a
a = 200
print(b) #輸出100

在上面的代碼中，a和b最初都指向內存中值為100的位置，然後將b賦值為a後，a和b都指向同一個位置。當a的值改變時，b不受影響，仍然指向100。

三、內存地址的變化

在Python中，變數的內存地址是可以改變的。當我們使用賦值語句改變變數的值時，實際上是讓該變數指向一塊新的內存地址。

x = [1, 2, 3]
y = x
x.append(4)
print(y) #輸出[1, 2, 3, 4]

在上面的代碼中，我們先定義了一個列表x，然後將其賦值給變數y。當我們使用x.append(4)時，實際上是在改變x所指向的內存地址中的數據，並未更改x本身的值。此時，y依舊指向x原來的內存地址，所以y輸出的結果為[1, 2, 3, 4]。

四、內存管理機制

在Python中，內存的分配和垃圾回收都是由解釋器自動進行的。Python內置了一個垃圾回收機制，當一個變數不再被引用時，Python會將它的內存自動釋放。

當一個變數被修改後，可能會導致其原有的內存空間不再被引用，變成了垃圾數據。Python的垃圾回收機制會自動掃描不再被引用的內存空間，並將其釋放，以便其他程序能夠使用。

以下是Python中的垃圾回收機制示例：

import gc
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]
a.append(b)
b.append(a)
del a
del b
#手動執行垃圾回收
gc.collect()

在上面的代碼中，我們先聲明了兩個列表a和b，並將它們互相引用，從而形成一個循環引用。當我們刪除這兩個列表的引用後，它們所佔用的內存空間就成為了垃圾數據。這時，我們手動調用垃圾回收機制gc.collect()，可以將它們所佔用的內存空間釋放。