Python基础对象的浅拷贝与深拷贝

Posted 2022-03-22 走召大爷

Python的赋值操作一般都是存储对象的引用，而不是对象的拷贝。因为如果直接对对象进行拷贝，那么运行将会比较缓慢，而且我们实际开发大部分场景都是希望引用对象而不是拷贝对象。当然了，如果你明确要求拷贝，那么需要明确调用拷贝相关的函数。

1 列表对象的引用与拷贝

1.1 列表对象的引用

列表对象在赋值时是引用，例如下：

a = [1, 2, 3]
b = a
b[1] = 'bitpy.cn'

print("a =", a)
print('b =', b)

输出结果如下：

a = [1, 'bitpy.cn', 3]
b = [1, 'bitpy.cn', 3]

a和b引用的是同一个对象，a和b任何一个对象对列表内部元素修改都会影响另一个。

1.2 列表对象的拷贝

如果明确希望执行拷贝，那么只需调用列表的分片操作，分片操作执行的是对象拷贝。

a = [1, 2, 3]
b = a[:]
c = a[0 : 2]
b[1] = 'bitpy.cn'
c[1] = 'python'

print("a =", a)
print('b =', b)
print("c =", c)

输出结果如下：

a = [1, 2, 3]
b = [1, 'bitpy.cn', 3]
c = [1, 'python']

除了使用切片操作外，还可以使用b=list(a)来执行拷贝操作。

1.3 列表对象的拷贝陷阱

1.2小节我们提到，使用列表的切片操作执行拷贝操作，但是这只是一个浅拷贝。什么意思呢？它只对列表内的所有元素进行拷贝，但这里会有个问题：

如果有元素是引用，那么拷贝过来的还是引用。

举个例子：a元素是二维列表，即可以看成是a是一个一维列表，其中每个元素是个一维列表对象。如果对a进行浅拷贝，那么拷贝出来的每个元素还是一维列表的引用。示例代码如下：

a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
b = a[:]
b[0][0] = 'bitpy.cn'

print("a=", a)
print("b=", b)

输出结果如下：

a= [['bitpy.cn', 2, 3], [4, 5, 6]]
b= [['bitpy.cn', 2, 3], [4, 5, 6]]

可以看到b还会影响到a。此时，我们需要深拷贝来执行拷贝操作.

2 深拷贝

深拷贝可以使用标准库copy来完成。

import copy

a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
b = copy.deepcopy(a)
b[0][0] = 'bitpy.cn'

print("a=", a)
print("b=", b)

输出结果如下：

a= [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
b= [['bitpy.cn', 2, 3], [4, 5, 6]]

可以看到，使用深拷贝后，a和b对象是完全独立的两个对象。

3 字典对象的拷贝

字典对象的copy()函数也是浅拷贝，例如：

a = 'a':1, 'b':['python']
b = a.copy()
b['a'] = 2
b['b'][0] = 'bitpy.cn'
print('a=', a)
print('b=', b)

上面代码可以执行基本的浅层拷贝任务，输出如下：

a= 'a': 1, 'b': ['bitpy.cn']
b= 'a': 2, 'b': ['bitpy.cn']

输出非常有意思，可以看到，对象非引用对象如a['a']是直接做了拷贝，而对于引用对象a[b],拷贝出来的还是列表['python']的一个引用。

字典对象的深拷贝依然可以通过copy.deepcopy函数完成：

import copy
a = 'a':1, 'b':['python']
b = copy.deepcopy(a)
b['a'] = 2
b['b'][0] = 'bitpy.cn'
print('a=', a)
print('b=', b)

输出结果如下：

a= 'a': 1, 'b': ['python']
b= 'a': 2, 'b': ['bitpy.cn']

4 小结

对于一些常量如数值、字符串等，可以直接使用浅拷贝。对于一些嵌套型对象，需要使用copy.deepcopy(xxxx)来实现深拷贝。

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