變量
在 Python 中, 變量 (variable) 可以看作一個標籤, 指向一個對象 (object). 比如, 以下代碼中, a 這個變量指向一個值爲 1 的整數對象. 你可以通過賦值語句, 將 a 這個變量重新關聯到 "Hello world" 這個字符串對象.
a = 1
a = "Hello world!"在 Mojo 中, 變量可以抽象地看作一個容器, 它擁有一個變量名和一個值 (value). 語義上講, 變量名即值的標識符 (identifier),同值相綁定. 從内存角度説, 變量擁有一段内存空間, 且擁有一個地址, 數據以比特的形式儲存在這段空間中.
聲明
在 Python 中,變量的初始化是非常簡單的.不僅不需要聲明,且變量類型也並非必要：
a = 1
b: int = 1 # 使用類型提示
# 也可以這樣做,但不是必須
c: int
c = 2相比之下,Mojo 的變量必須使用 var 關鍵詞來進行聲明(或稱定義),且大部分情況下必須标注變量類型.比如：
fn main():
var a: Int以上代碼[1],首先聲明了一個名稱爲 a 的變量.即在内存上分配一段空間,其大小剛好可以儲存一個整數類型的值.
初始化
一旦變量聲明完畢後,就可以使用賦值語句對它進行初始化. Mojo 的賦值語句同 Python 相似,都使用等號=將右側的值賦給左側變量名.比如以下例中,就將 1 賦值給了 a.從内存的角度講,1 這個數字被存入了剛剛分配的内存空間中.從值的角度説,1 被綁定到了 a 這個變量名上.
fn main():
var a: Int
a = 1變量的聲明和賦值可以是分開進行,也可以同時進行.以下代碼和以下代碼等價.
fn main():
var a: Int = 1改變值
一旦變量被賦值,我們可以繼續通過賦值語句改變變量的值：
fn main():
var a: Int = 1
a = 10注意,以下代碼是錯誤的.因爲 a 的類型是 Int,不能將字符串賦值給它.
fn main():
var a: Int = 1
a = "Hello!"變量重載
在 Python 中,變量是可以重載,且改變類型的.因爲 Python 的變量只是一個標籤,可以隨時指向其他的對象.以下代碼是合法的[2].
# python
a: int = 1
a: str = "Hello!"在 Rust 中,變量也是可以重載的,只要使用 let 再次聲明.以下代碼是合法的：
fn main() {
let a: i8 = 1
let a: String = "Hello!".to_string()
}在 Mojo 中,變量重載不被允許.以下代碼會報錯：
fn main():
var a: Int = 1
var a: String = "Hello!"error: invalid redefinition of 'a'
var a: String = "Hello!"變量間傳遞值
同 Python 一樣,我們也可以在變量間傳遞值：
fn main():
var a: Int = 1
var b = a
print(a)
print(b)以上代碼,首先將 1 賦值給 a,然後將 a 的值賦予 b.結果如下:
1
1再比如,首先將 "Hello" 字符串 賦值給 a,然後將 a 的值賦予 b.結果如下:
fn main():
var a: String = "Hello"
var b: String = a
print(a)
print(b)Hello
Hello注意,這和 Rust 不同.見下例:
fn main() {
let a = "Hello".to_string();
let b = a;
println!("{a}");
println!("{b}");
}2 | let a = "Hello".to_string();
| - move occurs because `a` has type `String`, which does not implement the `Copy` trait
3 | let b = a;
| - value moved here
4 | println!("{a}");
| ^^^ value borrowed here after move編譯時報錯.原因是,在 Rust 中,對於堆上的數據結構,賦值默認進行所有權轉移.也就是標識符 a 將其對於字符串值的所有權,轉交給了標識符 b.a於是不能被使用.
而在 mojo 中,賦值時默認進行拷貝.也就是説,a 的值先被拷貝了一份,然後b獲得了這份拷貝值的所有權.a對於原始值的所有權没有喪失,還可以繼續使用.
如果要在 Mojo 中強制轉移所有權,則可以使用轉移符號(transfer operator):^. 代碼如下:
fn main():
var a: String = "Hello"
var b = a^
print(a)
print(b)error: use of uninitialized value 'a'
print(a)這裏,我們通過轉移符號,告知編譯器,將 a 對於字符串值的所有權轉移給 b.此後,a便回到未初始化狀態, 無法使用.
INFO
相比 Rust, Mojo 這樣處理的好處是減少編程時的心智負擔, 尤其在傳參時不用過分考慮函數是否獲取所有權導致原變量名失效. 缺點是默認拷貝的行爲(__copyinit__)會導致對於内存的額外消耗. 這一點, 編譯器會進行一些優化,比如賦值後, 原變量名不再使用, 會自動改用__moveinit__轉移所有權.
當然, 某些較小的, 棧上的數據類型在 Mojo 中永遠都是拷貝賦值, 包括 SIMD 類型. 這也使得 Mojo 在計算時的速度有時快於 Rust (傳址消耗大於直接讀取, 詳見此文:Should Small Rust Structs be Passed by-copy or by-borrow?).
關於所有權的問題, 這裏不多做介紹, 後面的教程會進行進一步講解.