学习笔记——深拷贝与浅拷贝

Posted 2021-06-07 别呀

在平时工作中，经常涉及到数据的传递，在数据传递使用过程中，可能会发生数据被修改的问题。为了防止数据被修改，就需要在传递一个副本，即使副本被修改，也不会影响原数据的使用。为了生成这个副本，就产生了拷贝。

一、浅拷贝

浅复制有两种方式：
①直接赋值：默认浅拷贝传递对象的引用而已，原始列表改变,被赋值的b也会做相同的改变；
②copy浅拷贝：没有拷贝子对象，所以原始数据改变，子对象会改变。

1.1、不可变对象的拷贝

不可变对象只在修改的时候才会在内存中开辟新的空间， 而拷贝实际上是让多个对象同时指向一个引用，和对象的赋值没区别。

示例：

import copy
a = 10
b = copy.copy(a)
c = a
print('id(a)=',id(a))
print('id(b)=',id(b))
print('id(c)=',id(c))

结果：

id(a)= 1740485984
id(b)= 1740485984
id(c)= 1740485984

a与b指向相同的引用，不可变对象的拷贝就是对象赋值。

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1.2、可变对象的拷贝

通过下面这个实例可以看出：可变对象的拷贝，会在内存中开辟一个新的空间来保存拷贝的数据。当再改变之前的对象时，对拷贝之后的对象没有任何影响。

import copy
a = [1,3]
b = copy.copy(a)
a[0] = 2
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

--------结果------------
a =  [2, 3] id(a) =  2644868542984
b =  [1, 3] id(b) =  2644868543048

那么我们来看看用直接赋值的方式会不会和 copy 拷贝一样，改变之前的对象时，对拷贝之后的对象没有任何影响？

import copy
a = [1,3]
b = a
a.append(4)
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

---------结果--------------
a =  [1, 3, 4] id(a) =  2115236409864
b =  [1, 3, 4] id(b) =  2115236409864

通过观察我们可以看到，随着 a 原始列表改变，被赋值的b也会做相同的改变。

那么疑问来了，为什么都是浅拷贝copy 拷贝后 a 原始列表改变，被赋值的b不会变？

其实copy拷贝可以使被赋值的b改变的只是我们刚刚使用方式不对，原因：复杂对象在拷贝时，并没有解决数据在传递之后，数据改变的问题。 出现这种原因，是copy() 函数在拷贝对象时，只是将指定对象中的所有引用拷贝了一份，如果这些引用当中包含了一个可变对象的话，那么数据还是会被改变。

下面来看看这个例子你就懂了：

import copy
n = [4,5]
a = [1,3,n]
b = copy.copy(a)
n[0] = 2
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

--------结果---------
a =  [1, 3, [2, 5]] id(a) =  2950477460040
b =  [1, 3, [2, 5]] id(b) =  2950477460168

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二、深拷贝

区别于浅拷贝只拷贝顶层引用，深拷贝会逐层进行拷贝，直到拷贝的所有引用都是不可变引用为止。

接下来我们看看，要是将上边的拷贝实例用使用深拷贝的话，原始数据改变的问题还会不会存在了？下面的实例清楚的告诉我们：不会

示例 1

import copy
n = [4,5]
a = [1,3,n]
b = copy.deepcopy(a)
n[0] = 2
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

----------结果------------
a =  [1, 3, [2, 5]] id(a) =  2196123693640
b =  [1, 3, [4, 5]] id(b) =  2196123693768

示例 2

import copy
a = [1,3]
b = copy.deepcopy(a)
a[0] = 2
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

----------结果------------
a =  [2, 3] id(a) =  1764347359752
b =  [1, 3] id(b) =  1764347359816

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三、查漏补缺

为什么Python默认的拷贝方式是浅拷贝？

• 时间角度：浅拷贝花费时间更少
• 空间角度：浅拷贝花费内存更少
• 效率角度：浅拷贝只拷贝顶层数据，一般情况下比深拷贝效率高。

本文知识点总结：

• 不可变对象在赋值时会开辟新空间
• 可变对象在赋值时，修改一个的值，另一个也会发生改变
• 深、浅拷贝对不可变对象拷贝时，不开辟新空间，相当于赋值操作
• 浅拷贝在拷贝时，只拷贝第一层中的引用，如果元素是可变对象，并且被修改，那么拷贝的对象也会发生变化
• 深拷贝在拷贝时，会逐层进行拷贝，直到所有的引用都是不可变对象为止。
• Python 中有多种方式实现浅拷贝，copy模块的copy 函数 ，对象的 copy 函数 ，工厂方法，切片等。
• 大多数情况下，编写程序时，都是使用浅拷贝，除非有特定的需求
• 浅拷贝的优点：拷贝速度快，占用空间少，拷贝效率高