Ändern der ursprünglichen Variablen durch Ändern ihrer Referenz in Python

In der Programmierung kann die Möglichkeit, eine Variable durch Ändern ihrer Referenz zu ändern, in bestimmten Szenarien nützlich sein. Diese Technik wird häufig in Sprachen wie C verwendet, aber gibt es eine Möglichkeit, einen ähnlichen Effekt in Python zu erzielen?

Sehen wir uns einen Codeausschnitt an, um das Problem zu verstehen:

y = 7
x = y
x = 8

Hier wird x und y zunächst der gleiche Wert zugewiesen (7). Wenn x jedoch auf 8 geändert wird, bleibt y bei 7. Dies liegt daran, dass Python eine neue Variable x erstellt und ihr den Wert y (7) zuweist. Wenn x geändert wird, wird ein neuer Wert (8) einer anderen Variablenposition im Speicher zugewiesen.

Das gewünschte Verhalten besteht darin, dass sich y gleichzeitig ändert, wenn x geändert wird. In C kann dies durch Referenzen erreicht werden, die als Aliase für einen bestimmten Speicherort fungieren. Allerdings unterstützt Python nativ keine Referenzen im C-Stil.

Stattdessen können wir die Veränderlichkeits- und Aliasing-Funktionen von Python nutzen. Unter Aliasing versteht man die Möglichkeit, dass mehrere Variablen auf dasselbe Objekt im Speicher verweisen. Dieser Ansatz unterscheidet sich jedoch von echten C-Referenzen und sollte mit Vorsicht verwendet werden.

Wir können eine benutzerdefinierte Klasse wie Reference erstellen, um Referenzverhalten zu simulieren:

class Reference:
    def __init__(self, val):
        self._value = val  # Refers to the original value without copying

    def get(self):
        return self._value

    def set(self, val):
        self._value = val

Durch das Einschließen eines Werts in ein Referenzobjekt können mehrere Variablen auf denselben zugrunde liegenden Wert verweisen. Wenn der Wert innerhalb des Referenzobjekts geändert wird, spiegeln alle darauf verweisenden Variablen die Änderung wider.

Diese Technik ermöglicht ein ähnliches Verhalten wie C-Referenzen, ohne die Flexibilität von Python zu beeinträchtigen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass diese benutzerdefinierten Referenzen nicht die gleiche Semantik wie echte C-Referenzen haben.