變數 variable

「變數」是什麼？簡單來說，就是一個「內容會改變」的數，舉凡文字、數字、布林值 ( 邏輯 )、陣列...等內容格式，都可以是變數所包含的內容，變數常見於數學公式，例如 xyz 座標、width 寬度或 height 高度，都是一種數字型態的變數。

快速導覽：認識 Python 的變數、設定多個變數、設定多個變數的陷阱、重新設定變數、交換變數內容、變數後方的逗號、選擇好的變數名稱

本篇使用的 Python 版本為 3.7.12，所有範例可使用 Google Colab 實作，不用安裝任何軟體 ( 參考：使用 Google Colab )

認識 Python 的變數

Python 裡的變數，表示的是「某個物件」的「名稱」，當給予某個變數內容時，其實是將內容放入一個物件「容器」中儲存，然後「給予這個物件一個變數名稱」。

可以想像成將內容放到一個杯子 ( 容器 ) 裡，接著在這個杯子上貼上標籤 ( 名稱 )，這個貼有標籤的杯子，就是一個「變數」。

舉例來說，下面的程式碼，執行後會印出數字 1。

a = 1
print(a) # 得到結果 1

程式執行順序為：

• 第一步：將數字 1 放入一個物件容器。
• 第二步：指定這個物件的名稱為 a ( 變數 a = 1 )。
• 第三步：印出變數 a 的物件內容。

設定多個變數

因為 Python 變數的特性，同樣一個物件可以賦予多個變數名稱，下面的程式碼，執行後，變數 a、b、c 都會是 1。

就像一個杯子上面，貼了各種不同標籤。

a = 1
b = c = a
print(a) # 得到結果 1
print(b) # 得到結果 1
print(c) # 得到結果 1

程式執行順序為：

• 第一步：將數字 1 放入一個物件容器。
• 第二步：指定這個物件的名稱為 a ( 變數 a = 1 )。
• 第三步：讓這個物件名稱也有 b 和 c。
• 第四步：印出變數 a、b、c 的內容。

如果要一次設定多個變數的名稱和內容，可以使用逗號分隔名稱和內容 ( 注意變數的數量要和賦值的數量相同 )，下面的程式，只用了一行就設定了 a、b、c 三變數。

a, b, c = 1, 2, 3
print(a)   # 1
print(b)   # 2
print(c)   # 3

設定多個變數的陷阱

如果變數的內容是串列、字典或集合，在處理「多個變數同時賦值」時容易會遇到陷阱，因為變數只是「標籤」，當多個變數同時指向一個串列、字典或集合時，只要變數內容被修改 ( 並非使用等號賦值 )，不論這個變數是全域還是區域變數，另外一個變數內容也會跟著更動。

下方例子的變數 a 使用 append 的方式「修改」串列內容，就會造成 a 和 b 的內容同時被修改，但如果 c 是使用等號再次「宣告賦值」，c 和 d 就會指向不同的內容。

a = []
b = a
a.append(1)
print(a)    # [1]
print(b)    # [1]   # 被影響

c = []
d = c
c = [1]
print(c)    # [1]
print(d)    # []    # 不受影響

同樣的原理也可以應用在會被「全域變數和區域變數」影響的函式，下方的例子執行後，f1 函式的 a 不受作用域的影響，使用 append 發生「改變」後，不論 a 在何處都會被影響，連帶 b 也被影響，但 c 因為是使用等號「宣告賦值」，就會轉變成「區域變數」，因此在 f1 函式作用域之外的 c 就不會被影響，d 也不會被影響。

a = []
b = a
c = []
d = c

def f1():
    a.append(1)
    c = [1]
    print(a)  # [1]
    print(b)  # [1]   # 被影響
    print(c)  # [1]
    print(d)  # []    # 不受影響

def f2():
    print(a)  # [1]   # 被影響
    print(b)  # [1]   # 被影響
    print(c)  # []    # 不受影響
    print(d)  # []    # 不受影響

f1()
f2()

重新設定變數

在同一層的程式裡，變數名稱都是不會重複的，如果重複使用了變數名稱，則會將名稱指派給另外一個物件，下面的程式碼，執行後會印出數字 2 和 1。

就像從一個杯子上撕下標籤，貼到另外一個杯子上。

a = 1
b = a
a = 2
print(a) # 得到結果 2
print(b) # 得到結果 1

執行順序為：

• 第一步：將數字 1 放入一個物件容器。
• 第二步：指定這個物件的名稱為 a ( 變數 a = 1 )。
• 第三步：讓指定名稱為 a 的物件也有另外一個名稱 b ( 變數 b = 變數 a )。
• 第四步：將數字 2 放入一個物件容器，指定這個物件的名稱為 a ( 將標籤 a 從數字 1 的盒子上撕下來，貼到數字 2 的盒子上 )。
• 第五步：印出變數 a 和名稱 b 的物件內容。

交換變數名稱

在其他程式語言裡，如果想要交換兩個變數的值，通常會用另外一個變數暫存要交換的數值，在 Python 裡可以一次進行多個變數的交換名稱，下方的例子會將 a、b、c 的數值換成 b、c、a。

a = 1
b = 2
c = 3
print(a, b, c)     # 1, 2, 3
a, b, c = b, c, a  # 交換內容
print(a, b, c)     # 2, 3, 1

同理，如果在變數賦值時，有變數的內容有做運算，同樣會按照交換變數名稱的方法，以當下的變數內容為主，下方的例子雖然按起來很類似，但因為 a 和 b 使用交換變數名稱的方式，因此 a+b 運算時 a 等於 1，而 c 和 d 是按照順序賦值，所以 c+d 時 c 的內容已經改變了。

a = 1
b = 2
a, b = b, a+b
print(a, b)    # 2, 3

c = 1
d = 2
c = d
d = c + d
print(c, d)    # 2, 4

變數後方的逗號

有時候在瀏覽一些程式時，會遇到宣告變數的後方多了一個「逗號」，在變數後方加上逗號，表示「tuple 的型別轉換」，當 tuple 中「只有一個元素」的時候，變數後方加上逗號，就能將元組型別轉換成文字或數字。

a = (1,)
b = ('b',)
c1 = a
c2, = a    # 宣告時加上逗號
d1 = b
d2, = b    # 宣告時加上逗號
print(c1)  # (1,)    # 還是 tuple
print(c2)  # 1       # 變成數字
print(d1)  # ('b',)  # 還是 tuple
print(d2)  # b       # 變成文字

好的變數名稱

幫變數命名的時候，需要把握一個重點：「看到變數的名稱，就知道是儲存什麼資料」，因此變數名稱如果取得不好，程式就會難以理解，Python 官方網站提供了以下幾個變數名稱的建議：

• 建議使用小寫英文字母，例如 score。如果需要組合多個英文單字，可以在單字之間加上底線，例如：english_score。
• 如果變數的內容不要被修改（ 其他程式語言稱為「常數」，也就是內容不會改變的數 )，變數名稱建議全部用大寫英文字母，例如 MAX_NUMBER。
• 如果變數名稱包含專有名詞，例如 HTTP、APP，就使用原來的大小寫格式，例如 HTTP_port、APP_port。

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