切片操作会给我一个深拷贝还是浅拷贝？

Posted 2023-03-11

【中文标题】切片操作会给我一个深拷贝还是浅拷贝？

【英文标题】：Does a slicing operation give me a deep or shallow copy?

【发布时间】：2013-10-04 19:26:54

【问题描述】：

official Python docs 说在 Python 中使用切片运算符和赋值会生成切片列表的浅表副本。

但是当我写代码例如：

o = [1, 2, 4, 5]
p = o[:]

当我写的时候：

id(o)
id(p)

我得到不同的 id，并且附加一个列表不会反映在另一个列表中。是不是在创建深层副本，还是我哪里出错了？

【参考方案1】：

您正在创建一个浅 副本，因为嵌套值不会被复制，而只是被引用。 deep 副本也会创建列表引用的值的副本。

演示：

>>> lst = []
>>> lst_copy = lst[:]
>>> lst_copy[0]['foo'] = 'bar'
>>> lst_copy.append(42)
>>> lst
['foo': 'bar']
>>> id(lst) == id(lst_copy)
False
>>> id(lst[0]) == id(lst_copy[0])
True

这里没有复制嵌套字典；它仅被两个列表引用。新元素42 未共享。

请记住，Python 中的一切都是对象，名称和列表元素只是对这些对象的引用。列表的副本会创建一个新的外部列表，但新列表仅接收对完全相同的对象的引用。

适当的深拷贝会递归地创建列表中包含的每个对象的新副本：

>>> from copy import deepcopy
>>> lst_deepcopy = deepcopy(lst)
>>> id(lst_deepcopy[0]) == id(lst[0])
False

【讨论】：

那为什么我得到不同的ID

@user2528042：因为外部列表对象不一样。

@user2528042 因为原来的列表被复制到一个新对象。只是其中的所有元素都不会被复制，因此如果列表包含一个可变对象（整数不是可变的），则更改该对象将在原始列表和复制列表中更改它，因为两者都有对同一对象的引用的副本。

@user2528042：这是一个浅拷贝并不意味着id(o) == id(p)，而是意味着[id(x) for x in o] == [id(x) for x in p]。看出区别了吗？

@Davos: lst_copy[0]['foo'] = 'bar' 不会改变list_copy，它只会改变lst_copy[0] 引用的字典对象。在 Python everything is basically a reference 中，包括列表索引。列表的浅表副本创建引用的副本，并且不遵循引用来复制被引用的对象。

【参考方案2】：

您应该知道，使用is 或id 的测试可能会误导您是否使用不可变对象和interned 对象（例如包含不可变对象的字符串、整数和元组）来制作真实副本。

考虑一个易于理解的实习字符串示例：

>>> l1=['one']
>>> l2=['one']
>>> l1 is l2
False
>>> l1[0] is l2[0]
True

现在制作l1 的浅拷贝并测试不可变字符串：

>>> l3=l1[:]
>>> l3 is l1
False
>>> l3[0] is l1[0]
True

现在复制l1[0]所包含的字符串：

>>> s1=l1[0][:]
>>> s1
'one'
>>> s1 is l1[0] is l2[0] is l3[0]
True               # they are all the same object

尝试深度复制，每个元素都应该被复制：

>>> from copy import deepcopy
>>> l4=deepcopy(l1)
>>> l4[0] is l1[0]
True

在每种情况下，字符串 'one' 都被嵌入到 Python 的不可变字符串的内部缓存中，is 将显示它们是相同的（它们具有相同的 id）。它的实现和版本取决于什么被实习和什么时候实习，所以你不能依赖它。它可以是显着的内存和性能增强。

你可以强制一个不会立即被实习的例子：

>>> s2=''.join(c for c in 'one')
>>> s2==l1[0]
True
>>> s2 is l1[0]
False

然后您可以使用 Python intern function 使该字符串引用缓存的对象（如果找到）：

>>> l1[0] is s2
False
>>> s2=intern(s2)
>>> l1[0] is s2
True

同样适用于不可变元组：

>>> t1=('one','two')
>>> t2=t1[:]
>>> t1 is t2
True
>>> t3=deepcopy(t1)
>>> t3 is t2 is t1
True

并且不可变的可变列表（如整数）可以将列表成员嵌入：

>>> li1=[1,2,3]
>>> li2=deepcopy(li1)
>>> li2 == li1
True
>>> li2 is li1
False
>>> li1[0] is li2[0]
True

因此，您可以使用您知道会复制某些内容的 python 操作，但最终结果是对内部不可变对象的另一个引用。 is 测试只是对正在制作的副本的决定性测试，如果项目是可变的。

【讨论】：

在 Python 3 上，intern 已移至 sys 模块，因此您需要执行 import sys; s=sys.intern(s)