Python:使用copy模块深拷贝对象

Posted 2020-08-08

    Python语言中有深拷贝和浅拷贝的概念，那什么是深拷贝，浅拷贝呢？

   浅拷贝(shallow copy):构造一个新的复合对象并将从原对象中发现的引用（也就是地址，而不是地址所指向的内容）插入该对象中。浅拷贝的实现方法有很多种，如工厂函数、切片操作、copy模块中的copy操作。

   深拷贝(deep copy):也构造一个新的复合对象，但是遇到引用会继续递归拷贝其所指向的内容，也就是说他会针对引用所指向的对象继续执行拷贝，因此产生的对象不受其它对象操作的影响。深拷贝的实现需要依赖copy模块的deepcopy()操作

先看下面例子吧，定义了一个Pizza类和Order类，分别反应Pizza信息和订单信息

#coding=utf-8
import copy
class Pizza(object):
    """
    Pizza类
    """
    def __init__(self,name,size,price):
        self.name = name
        self.size = size
        self.price = price

    def showPizzaInfo(self):
        print "".join((‘Pizza name:‘,self.name))  
        print "".join(("Pizza size:",str(self.size)))
        print "".join((‘Pizza price:‘,str(self.price)))
        #字符串的拼接尽量使用join()函数，不要使用+号，因为前者效率更高，而且更Pythonnic

    def getPizzaInfo(self):
        return self.name,self.size,self.price

    def changename(self,name):
        self.name = name

    def changesize(self,size):
        self.size = size

    def changeprice(self,price):
        self.price = price

class Order(object):
    """
    订单类
    """
    def __init__(self,name):
        self.customername = name
        self.pizzalist = []
        self.pizzalist.append(Pizza("Mushroom",12,30))

    def ordermore(self,pizza):
        self.pizzalist.append(pizza)

    def changename(self,name):
        self.customername = name

    def getorderdetail(self):
        print "".join((‘customer name:‘,self.customername))
        for one in self.pizzalist:
            one.showPizzaInfo()
    def getPizza(self,number):
        return self.pizzalist[number]

customer1 = Order("zhang")
customer1.ordermore(Pizza("seafood",9,40))
customer1.ordermore(Pizza("fruit",12,35))
print "customer1 order infomation:"
customer1.getorderdetail()
print "--------------------"

上面代码描述的意思是客户1下了一个订单，并且把具体订单打印出来的场景。运行结果如下：

customer1 order infomation:

customer name:zhang

Pizza name:Mushroom

Pizza size:12

Pizza price:30

Pizza name:seafood

Pizza size:9

Pizza price:40

Pizza name:fruit

Pizza size:12

Pizza price:35

--------------------

假设客户2也想跟客户1下一样的订单，只是改变了水果Pizza的尺寸，那么价格也应该作相应的修改。于是想到拷贝客户1的订单信息并做一定的修改，代码如下：

customer2 = copy.copy(customer1)
print "".join(["order2 customer name:",customer2.customername])
customer2.changename("Li")
customer2.getPizza(2).changesize(9)
customer2.getPizza(2).changeprice(30)
print "customer2 order information:"
customer2.getorderdetail()
print "----------------------"

输出结果如下：

order2 customer name:zhang

customer2 order information:

customer name:Li

Pizza name:Mushroom

Pizza size:12

Pizza price:30

Pizza name:seafood

Pizza size:9

Pizza price:40

Pizza name:fruit

Pizza size:9

Pizza price:30

可以说还是满足客户2的要求的，修改客户2订单信息后再来看看客户1订单信息，

print "customer1 order infomation:"
customer1.getorderdetail()
print "----------------------"

结果如下：

customer1 order infomation:

customer name:zhang

Pizza name:Mushroom

Pizza size:12

Pizza price:30

Pizza name:seafood

Pizza size:9

Pizza price:40

Pizza name:fruit

Pizza size:9

Pizza price:30

----------------------

客户1订单信息除了客户姓名外，其它和客户2订单信息居然一样了。如果这真是一个生成用的系统，必将会影响客户的满意度，因为客户1没有要求修改订单信息呀。这怎么回事呢？

   customer1 中的pizzalist是由Pizza对象组成的列表，其中存放的实际是对一个个具体Pizza对象的引用，在内存中就是一个具体的位置，可以打印出它们的id

print id(customer1.pizzalist[0]) 
print id(customer1.pizzalist[1])
print id(customer1.pizzalist[2])
print id(customer1.pizzalist)

结果如下：

140206506600080

140206506602064

140206506652560

140206507110552

 customer2的订单是由copy.copy(customer1）获得，把customer2的pizzalist的id打印出来与customer1的pizzalist同时打印出来，代码如下：

print id(customer1.pizzalist[0])
print id(customer1.pizzalist[1])
print id(customer1.pizzalist[2])
print id(customer1.pizzalist)
print "--------------------------"
print id(customer2.pizzalist[0])
print id(customer2.pizzalist[1])
print id(customer2.pizzalist[2])
print id(customer2.pizzalist)

打印结果如下

140206506600080

140206506602064

140206506652560

140206507110552

--------------------------

140206506600080

140206506602064

140206506652560

140206507110552

发现是一样的，这是由于copy.copy()得到的是一个浅拷贝，它仅仅拷贝了对象的地址而不对对应地址所指的具体内容进行拷贝。

   包含引用的数据结构中，浅拷贝并不能进行彻底拷贝，当存在字典、列表等可变对象时，它仅仅拷贝了其引用地址，并没有拷贝对应地址的内容。要解决这个问题就需要使用深拷贝，深拷贝不仅拷贝了引用也拷贝了引用所指向的对象（也就是内容），因此深拷贝得到的对象与原对象是相互独立的。

如果将上面程序改为customer2 = copy.deepcopy(customer1)来实现就不会出现这样的问题。

下面简单介绍一些copy模块的一些知识：

copy模块的主要对外接口就是copy()和deepcopy()。

在定义类的时候，通过定义__copy__和__deepcopy__方法，可以改变copy的默认行为。下面是一个简单的例子:

#coding=utf-8
import copy
class CopyObj(object):
    def __repr__(self):
        return "CopyObj"

    def __copy__(self):
        return "copy"
obj = CopyObj()
obj1 = copy.copy(obj)
obj2 = copy.deepcopy(obj)
print obj
print obj1
print obj2
print "-----------------"

class Copyobj(object):
    def __repr__(self):
        return "Copyobj"
    def __deepcopy__(self,meno=None):
        return "deep copy"
a = Copyobj()
b = copy.copy(a)
c = copy.deepcopy(a)

print a
print b
print c

输出结果如下：

CopyObj

copy

CopyObj

-----------------

Copyobj

Copyobj

deep copy