Python深拷贝与浅拷贝说明与举例

Posted 2022-06-08 詩和遠方

知识准备

• 可变类型(mutable)：list、set、dict可变类型，支持原地址直接改变元素（item）的值
• 不可变类型(immutable)：int、float、str、tuple等均为不可变类型，不支持原地址改变元素的值

相关例子见另一篇博文深刻理解python变量

浅拷贝说明与举例

无拷贝

a = [1,2,(3,4)]
b = a
b[0] = 4
print('id(a) =',id(a))
print('id(b) =',id(b))
print('a =',a)
print('b =',b)

结果：
	id(a) = 2848475391240
	id(b) = 2848475391240
	a = [4, 2, (3, 4)]
	b = [4, 2, (3, 4)]

直接赋值，相当于取了别名，其地址是一样的，所以对b元素的修改，也影响了a。

浅拷贝（Shallow Copy）

使用构造函数list，切片或copy.copy()函数可浅拷贝列表

a = [1,2,[3,4]]
b = list(a) # 拷贝列表a值，而不是引用
b[0] = 4
print('id(a) =',id(a))
print('id(b) =',id(b))
print('a =',a)
print('b =',b)

结果：
	id(a) = 2848460025992
	id(b) = 2848475458632
	a = [1, 2, [3, 4]]
	b = [4, 2, [3, 4]]

发现a和b的地址不同，对b的改变不会影响a，但这仅对不可变元素成立，因为对不可变元素的修改，会生成新的对象，从而指向新的地址，而原来a列表中的元素还是指向老地址。
由于b[2]是一个List，为可变类型，若对b[2]元素的进行修改，a也会一起变：

b[2][0] = 100
print('id(a) =',id(a))
print('id(b) =',id(b))
print('a =',a)
print('b =',b)

结果:
	id(a) = 2848481489096
	id(b) = 2848477955016
	a = [1, 2, [100, 4]]
	b = [4, 2, [100, 4]]

a[2][0]和b[2][0]的值都变为100。
所以浅拷贝只是拷贝了第一层地址，如果列表中含可变类型元素，则对副本的修改也可能会影响原来的值。

深拷贝（Deep Copy）

为了解决以上问题，python有一个copy模块可以实现深拷贝，deepcopy为深拷贝，copy为浅拷贝。

import copy
a = [1,2,[3,4]]
b = copy.deepcopy(a)
b[2][0] = 100
print('id(a) =',id(a))
print('id(b) =',id(b))
print('a =',a)
print('b =',b)

结果：
	id(a) = 2848487131400
	id(b) = 2848487129480
	a = [1, 2, [3, 4]]
	b = [1, 2, [100, 4]]

b[2][0]的值不再影响a[2][0]。
深拷贝不仅复制列表第一层的地址，若列表中含有可变类型元素，则其对应元素也一起复制，依此类推，有多少层可变类型引用，就复制多少层。

可变与不可变元素深拷贝的区别

同样是深拷贝，当所拷贝对象可变或不可变属性不一样时，情况是不一样的：

import copy
a = [1,(2,3),[4,5]]
b = copy.deepcopy(a)
print('a = ',id(a))
for x in a: print(' ',id(x))
print('b = ',id(b))
for x in b: print(' ',id(x))

结果：
	a =  2848483339784
	  140711207018896
	  2848488706632
	  2848487130696
	b =  2848487129608
	  140711207018896
	  2848488706632
	  2848482189128 （地址不同）

以上1和(2,3)均为不可变类型，所以即便是深拷贝，在拷贝后的列表b中，其地址还是一致的，但[4,5]是可变类型，拷贝后地址也变了。

画图助理解

最后画一张简单的图帮助理解（add为address缩写）：

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