在本文中，我将向你介绍 Python 中的变量。变量是程序中储存信息的容器，它可以在程序的不同部分之间共享信息。学会使用变量是编写 Python 程序的基本技能，因此我建议您仔细阅读本教程。 在本文中，我将向你介绍 Python 中的变量。变量是程序中储存信息的容器，它可以在程序的不同部分之间共享信息。学会使用变量是编写 Python 程序的基本技能，因此我建议您仔细阅读本教程。
通过阅读本文，你将能够：
- 了解 Python 中的变量
- 学会如何定义变量
- 学会如何使用变量
- 了解 Python 中的变量命名规则
- 理解 Python 变量在内存中是如何保存的
- 了解局部变量和全局变量
- 了解栈区和堆区
- 了解常量
Python 变量
在 Python 中，变量是指用于存储值的命名容器。你可以把变量想象成一个盒子，你可以往盒子里放入任意类型的信息，并通过变量的名字来访问盒子里的信息。
举个例子，你可以定义一个变量来储存你的名字，如下所示：
name = "Mike"
在上面的代码中，我们定义了一个变量 name，并将字符串 "Mike" 赋值给它。
定义变量 在 Python 中，我们使用等号（=）来定义变量。例如：
name = "Mike"
age = 18
在上面的代码中，我们定义了两个变量：name 和 age。我们使用等号将字符串 "Mike" 和数字 "18" 分别赋值给了这两个变量。 注意：在 Python 中，你不需要指定变量的类型。Python 会自动推断出变量的类型。例如，在上面的代码中，Python 会把 name 变量推断为字符串类型，把 age 变量推断为数字类型。
使用变量 在 Python 中，我们使用变量名来访问变量中储存的信息。例如：
print(name) # 输出 "Mike"
print(age) # 输出 18
在上面的代码中，我们使用了 Python 的 print 函数来输出变量的值。你可以看到，使用变量名就可以访问变量中储存的信息。 你还可以对变量赋新值，例如：
name = "John" # 把 name 变量的值改为 "John"
age = 20 # 把 age 变量的值改为 20
print(name) # 输出 "John"
print(age) # 输出 20
在上面的代码中，我使用等号将新值赋给了 name 和 age 变量。
Python 中的变量命名规则
在 Python 中，有一些规则需要遵守来命名变量。这些规则包括：
- 变量名只能包含字母、数字和下划线。
- 变量名不能以数字开头。
- 变量名不能包含空格。
- 变量名不能与 Python 的关键字重名。
下面是一些合法的 Python 变量名的例子：
- x
- x1
- name
下面是一些不合法的 Python 变量名的例子：
- 1x
- $y
- z$
- if
Python 变量在内存中是如何保存的
在 Python 中，变量指向对象的引用，而不是直接保存对象本身。也就是说，当你创建一个变量时，实际上是在内存中分配了一个空间来存储这个变量的内存地址，然后将这个变量名称与这个地址关联起来。
例如，当你执行代码 x = 1 时，Python 会在内存中分配一个空间来存储整数 1，然后在变量 x 中保存这个整数对应的内存地址。这意味着，当你读取变量 x 的值时，Python 会从内存中读取这个地址，然后使用改地址来访问存储在其中的数据。
此外，在 Python 中，所有的对象都是不可变的。当你试图修改某个变量的值时，Python 并没有直接修改原先对象的内容，而是创建了一个新对象，并将新对象的内存地址赋值给变量。例如，将变量 x 的值更改为 2，即 x = 2，Python 会在内存中分配一个新的空间来存储整数 2，然后将变量 x 与这个新的内存地址关联起来。
我们可以通过 Python 内置函数 id() 来验证 “在 Python 中，所有的对象都是不可变的。” id() 函数用于返回对象的内存地址，返回值为长整数。代码如下：
x = 1
print(id(x)) // 140554415511856
x = 2
print(id(x)) // 140554415511888
显然，140554415511856 不等于 140554415511888，因此在 Python 中，所有的对象都是不可变的。
局部变量和全局变量
在 Python 中，局部变量是在函数内部声明的变量，只能在函数内部使用。全局变量是在整个程序中都可以使用的变量，可以在函数内部或外部使用。示例代码如下：
x = 10 # 全局变量
def my_function():
x = 20 # 局部变量
print(x)
my_function() # 输出 20
print(x) # 输出 10
如果要在函数内部修改全局变量的值，则必须在函数内部使用 global 关键字声明这个变量是全局变量，否则 Python 会认为这是一个局部变量。示例代码如下：
x = 10 # 全局变量
def my_function():
global x
x = 20 # 修改全局变量 x 的值
print(x)
my_function() # 输出 20
print(x) # 输出 20
在上面的示例中，我们在函数内部使用了global关键字声明了变量x是一个全局变量。这样，我们就可以在函数内部修改全局变量x的值。需要注意的是：使用global关键字修改全局变量的值会影响整个程序中的全局变量的值，因此应该谨慎使用。
栈区和堆区
栈区用于存储函数调用过程中的局部变量。每个函数调用都会在执行栈中开辟一个新的帧，用于存储函数的参数和局部变量。
堆区用于存储动态分配的内存，例如使用内置函数 list() 创建的列表对象，这些对象是保存在堆区的对象空间中的。
实际上 对于代码
x = 1
print(id(x)) // 140554415511856
x = 2
print(id(x)) // 140554415511888
其执行过程可以概括为：
（1）当你执行x = 1这行代码时，会在内存的堆区中分配一块空间来存储整数值 1。同时，在内存的栈区中开达一个变量 x，并将这个变量指向堆区中刚刚分配的那块内存。这样，当你在程序中使用变量 x 时，实际上是通过栈区中的 x 变量访问堆区中的数值 1。
（2）当你执行x = 2这行代码时，程序会在堆区中再次分配一块空间来存储整数值 2。然后，程序会在栈区中的变量 x 所指向的内存地址改变，使其指向堆区中新分配的那块内存。这样，当你在程序中使用变量 x 时，实际上是通过栈区中的 x 变量访问堆区中的数值 2。
常量
常量是一个指用于存储不可变值的命名容器。Python 中，并不存在专门的常量类型，因此无法在 Python 中定义常量。但是程序员在开发 Python 程序时，通常变量名称全部用大写字母表示，以此来表示常量。例如：
PI = 3.14
应该注意的是，PI 并不是真正的常量，它的值仍然是可以被修改的。
