标签不是箱子：名字与对象

上班第一天的早上，都美兰班长在传送带前递给你一沓标签。“在这个中心，第一句要背下来的话是：箱子只有一个，标签可以有很多个。”

第一份报告来自一位旅行社职员。对方把纪念品清单多做了一份备用，可写进备用清单的东西，原来的清单里也会出现。班长看了看代码，笑了：“两份清单？是两个标签吧。”

1-1. 挂标签的 =（9 分钟）

报告人的代码是这样的：

souvenirs = ["postcard", "keyring"]
backup = souvenirs
backup.append("magnet")
print(souvenirs)
# ['postcard', 'keyring', 'magnet']

backup = souvenirs 并不会复制列表。它是在挂着 souvenirs 标签的那个箱子上，再挂一个 backup 标签。箱子从一开始就只有一个，backup.append 把冰箱贴放进的，正是这唯一的箱子。

• = 先计算右边，得到一个对象（箱子），再把左边的名字（标签）绑定到这个对象上。
• 如果右边是一个已有的名字，就不会产生新对象。只是同一个对象身上多了一个名字。

在下面的标签板上逐行推进看看。左栏是名牌，右栏是箱子。到第 3 行之前，你得先预测结果才能继续。

1-2. 箱子的三要素：身份、类型、值（8 分钟）

每个对象都有三样东西。

x = ["postcard"]
y = ["postcard"]
print(x == y, x is y)
# True False
print(id(x) == id(y), id(souvenirs) == id(backup))
# False True

• x 和 y 是内容完全相同的两个不同的箱子。== 为 True，is 为 False。
• souvenirs 和 backup 是同一个箱子，所以 id 也相同。
• id 的数字本身没有意义。在 CPython 里它是内存地址，但每次运行都不一样。只在比较时使用它。

print(type(x), type(len))
# <class 'list'> <class 'builtin_function_or_method'>

1-3. 一切都是箱子（6 分钟）

不只是数字和列表才是对象。函数、类、模块，也都是绑定在名字上的对象。

shout = print
shout("boarding")
# boarding
print(shout is print)
# True

def greet():
    return "hi"

print(type(greet), greet.__name__)
# <class 'function'> greet
alias = greet
del greet
print(alias())
# hi

• def greet(): 创建一个函数对象，并把名字 greet 绑定上去，本质上也是一种赋值。
• 即使用 del greet 摘掉了这个名字，alias 仍指向同一个函数对象，所以函数照样存在。
• 类也是对象。type(int) 和 type(type) 都是 <class 'type'>。这个话题第 7 课再展开。

1-4. 移动标签与改动箱子（11 分钟）

对一个名字能做的事只有两种。

1. 移动标签（重新绑定）：a = ...。把名字重新绑定到另一个对象上。原来的箱子不受影响。
2. 改动箱子（修改）：a.append(...)、a[0] = ...。名字不动，箱子里的东西变了。所有指向这个箱子的名字都能看到变化。

a = [1, 2]
b = a
a = a + [3]
print(a, b, a is b)
# [1, 2, 3] [1, 2] False

a = [1, 2]
b = a
a.append(3)
print(a, b, a is b)
# [1, 2, 3] [1, 2, 3] True

a + [3] 会创建一个新列表，然后 a = 把标签 a 移到这个新列表上。b 还留在原来的箱子上。而 append 改动的是箱子本身，所以从 b 也能看到。在下面交替运行这两种写法，对比一下。

• 在列表的图里，格子中的 1、2 是小值，所以直接写成了值，没有画箭头。其实它们也是对象，列表里装的是指向这些对象的引用（第 3 课）。
• a += [3] 属于哪一种？对列表来说是改动箱子。可对数字或字符串来说，它却变成了移动标签。这两副面孔是第 2 课的主题。

1-5. del 摘掉的是标签，不是箱子（6 分钟）

c = ["tag"]
d = c
del c
print(d)
# ['tag']
print(c)
# NameError: name 'c' is not defined

del c 只是去掉名字 c，并不会删除列表。d 还指着它，所以箱子还在。箱子真正消失，是在没有任何标签指向它的时候（第 11 课）。

交换两个名字的 p, q = q, p 也是移动标签。先用右边的 q, p 生成一个元组，再把左边的名字依次绑定到元组里的对象上。

p, q = "left", "right"
p, q = q, p
print(p, q)
# right left

结案（10 分钟）

下面是报告人的两份清单其实是同一个箱子的证据，以及做出真正备用清单的方法。

souvenirs = ["postcard", "keyring"]
backup = souvenirs
backup.append("magnet")
print(souvenirs is backup, id(souvenirs) == id(backup))
# True True

safe = list(souvenirs)     # 新做一个箱子，装进同样的东西
safe.append("mug")
print(souvenirs, safe, safe is souvenirs)
# ['postcard', 'keyring', 'magnet'] ['postcard', 'keyring', 'magnet', 'mug'] False

list(souvenirs) 会创建一个新列表。现在往 safe 里放马克杯，原来的清单也不会变。（这种复制只“新建一层”，这一点第 3 课再讲。）

快下班时，小钉指向 13 号传送带。有报告说，两个一个标签都没有的箱子一直在上面转。班长只说了句“没有标签的话，早该被清走了”，就关掉了屏幕。

课后练习

1. 依次执行 x = [0]、y = x、x = [1] 之后，y 是什么？先画图，再运行确认。
2. 设 a = [1, 2]，再创建 b = a[:] 和 c = a，预测 a is b、a is c、a == b 的结果。
3. 给 print 起一个别名，然后执行 del print，会怎样？内置名字住在哪里，第 5 课会学到。