python對象複製

需求:

你想複製一個對象.因為在Python中,無論你把對象做為參數傳遞,做為函數傳回值,都是引用傳遞的.

討論:

標準庫中的copy模組提供了兩個方法來實現拷貝.一個方法是copy,它返回和參數包含內容一樣的對象.

import copy
new_list = copy.copy(existing_list)

有些時候,你希望對象中的屬性也被複製,可以使用deepcopy方法:

import copy
new_list_of_dicts = copy.deepcopy(existing_list_of_dicts)

當你對一個對象賦值的時候(做為參數傳遞,或者做為傳回值),Python和Java一樣,總是傳遞原始對象的引用,而不是一個副本.其它一些語言當賦值的時候總是傳遞副本.Python從不猜測使用者的需求 ,如果你想要一個副本,你必須顯式的要求.
Python的行為很簡單,迅速,而且一致.然而,如果你需要一個對象拷貝而並沒有顯式的寫出來,會出現問題的,比如:

>>> a = [1, 2, 3]
>>> b = a
>>> b.append(5)
>>> print a, b 
[1, 2, 3, 5] [1, 2, 3, 5]

在這裡,變數a和b都指向同一個對象(一個列表),所以,一旦你修改了二者之一,另外一個也會受到影響.無論怎樣,都會修改原來的對象.
注意:
要想成為一個Python高手,首先要注意的問題就是對象的變更操作和賦值,它們都是針對對象的引用操作的.一個語句比如a = []將a重新綁定給一個新對象,但不會影響以前的對象.然而,對象複製卻不同,當對象複製後,對象變更操作就有了區別. 
如 果你想修改一個對象,而且想讓原始的對象不受影響,那你就需要對象複製.正如本節說的一樣,你可以使用copy模組中的兩個方法來實現需求.一般的,可以 使用copy.copy,它可以進行對象的淺複製(shallow copy),它複製了對象,但對於對象中的元素,依然使用引用.
淺複製,有時無法獲得一個和原來對象完全一致的副本,如果你想修改對象中的元素,不僅僅是對象本身的話:

>>> list_of_lists = [ ['a'], [1, 2], ['z', 23] ]
>>> copy_lol = copy.copy(lists_of_lists) 
>>> copy_lol[1].append('boo') 
>>> print list_of_lists, copy_lol 
[['a'], [1, 2, 'boo'], ['z', 23]] [['a'], [1, 2, 'boo'], ['z', 23]] 

在這裡,變數list_of_lists,copy_lol指向了兩個不同的對象,所以我們可以修改它們任何一個, 而不影響另外一個.然而,如果我們修改了一個對象中的元素,那麼另一個也會受影響,因為它們中的元素還是共用引用.
如果你希望複製一個容器物件,以及它裡面的所有元素(包含元素的子項目),使用copy.deepcopy,這個方法會消耗一些時間和空間,不過,如果你需要完全複製,這是唯一的方法.
對於一般的淺拷貝,使用copy.copy就可以了,當然,你需要瞭解你要拷貝的對象.要複製列表L,使用list(L),要複製一個字典d,使用dict(d),要複製一個集合s,使用set(s),這樣,我們總結出一個規律,如果你要複製一個對象o,它屬於內建的類型t,那麼你可以使用t(o)來 獲得一個拷貝.dict也提供了一個複製版本,dict.copy,這個和dict(d)是一樣,我推薦你使用後者,這個使得代碼更一致,而且還少幾個字元.
要複製一個別的類型,無論是你自己寫的還是使用庫中的,使用copy.copy,如果你自己寫一個類,沒有必要費神去寫clone和copy函數,如果你想定義自己的類複製的方式,實現一個__copy__,或者__getstate__和__setstate__.如果你想定義自己類型的deepcopy,實現方法__deepcopy__. 
注意你不用複製不可修改對象(string,數字,元組),因為你不用擔心修改它們.如果你想嘗試一下複製,依然會得到原來的.雖然無傷大雅,不過真的浪費儘力:

>>> s = 'cat' 
>>> t = copy.copy(s) 
>>> s is t 
True

is操作符用於不僅判斷兩個對象是否完全一致,而且是同一個對象(is判斷標識符,要比較內容,使用==),判斷標識符是否相等對於不可修改對象沒有什麼意義.然而 ,判斷標識符對於可修改對象有時候是很重要的,比如,你不確定a和b是否指向同一個對象,使用a is b會立刻得到結果.這樣你可以自己判斷是否需要使用對象拷貝.
注意:
你可以使用另一種拷貝方式,給定一個列表L,無論是完整切片L[:]或者列表解析[x for x in L],都會獲得L的淺拷貝,試試L+[],L*1...但是上面兩種方法都會使人迷惑,使用list(L)最清晰和快速,當然,由於曆史原因,你可能會經常看到L[:]的寫法. 
對於dict,你可能見過下面的複製方法:
>>> for somekey in d: 
... d1[somekey] = d[somekey]

或者更簡單一些的方法,d1={},d1.update(d),無論怎樣,這些代碼都是缺乏效率的,使用d1=dict(d)吧.

相關說明:

copy(x)
    Shallow copy operation on arbitrary Python objects.

    See the module's __doc__ string for more info. 

deepcopy(x, memo=None, _nil=[])
    Deep copy operation on arbitrary Python objects.

    See the module's __doc__ string for more info.