Python 淺拷貝和深拷貝

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一、前奏：熟悉Python記憶體管理

在Python中，變數在第一次賦值時自動聲明，在建立---也就是賦值的時候，解譯器會根據文法和右側的運算元來決定新對象的類型。

引用計數器：一個內部跟蹤變數

引用計數：每一個對象各有多少個引用

當對象被建立並(將其引用)賦值給變數時，該對象的引用計數就被設定為 1

>>> x = 3.14

語句 x=3.14，建立一個浮點型對象並將其引用賦值給了x,x是第一個引用，該對象的引用計數為1

當一個對象(的引用)又被賦值到其他變數，或做參數傳遞等，該對象的一個新的引用(或叫別名)被建立，則該對象的引用計數自動+1。

以下都會增加引用計數：

y = x   #做別名foo(x)  #做參數傳遞mylis = [1,2,x,‘a‘] #成為容器物件的一個元素

 

以下都會減少引用計數：

del x   #del顯式銷毀bar = x x = True    #對象的一個別名被賦值給其他對象mylis.remove(x) #對象被從視窗對象中移除del mylis   #視窗對象本身被銷毀

 

二、Python的複製

從上面可見，對象的賦值實際上是對象的引用。當建立一個對象，然後把它賦給另一個變數的時候，python並沒有拷貝這個對象，而只是拷貝了這個對象的引用。

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。

"""傳遞原始對象的引用,而不是一個副本"""a = [1,2,3]b = ab.append(100)print b         #[1, 2, 3, 100]print a         #[1, 2, 3, 100]print id(a)     #11530368print id(b)     #11530368 

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。

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.

(1)、使用切片[:]操作進行拷貝

(2)、使用工廠函數(如list/dir/set)等進行拷貝

(3)、copy.copy()

>>> jack = [‘jack‘,[‘age‘,20]]>>> tom = jack[:]>>> anny = list(jack)>>> jack[‘jack‘, [‘age‘, 20]]>>> tom[‘jack‘, [‘age‘, 20]]>>> anny[‘jack‘, [‘age‘, 20]]>>> print id(jack),id(tom),id(anny)13457088 18487376 18489136

接下來修改上面例子，對姓名和年級進行修改：

>>> tom[0]=‘tom‘>>> anny[0]=‘anny‘>>> print tom[‘tom‘, [‘age‘, 20]]>>> print anny[‘anny‘, [‘age‘, 20]]>>> anny[1][1]20>>> anny[1][1]= 18>>> anny[1][1]18>>> print jack,tom,anny[‘jack‘, [‘age‘, 18]] [‘tom‘, [‘age‘, 18]] [‘anny‘, [‘age‘, 18]]

發現，雖然姓名都對號了，但是年齡卻都變成了18.這是為什麼呢？

我們看看它們元素的id

>>> [id(x) for x in jack][13463040, 13456608]>>> [id(x) for x in tom][13463424, 13456608]>>> [id(x) for x in anny][18501664, 13456608]

發現，其中列表中  姓名字串  id都不一樣，但是 年齡列表id卻都相同。

這是因為：python中字串不可以修改，所以在為tom和anny重新命名的時候，會重新建立一個’tom’和’anny’對象，替換舊的’jack’對象。

這就說明了，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copy"""import copyaa = [1,2,3]bb = copy.copy(aa)print id(aa)    #11533088print id(bb)    #12014776bb[0] =100print bb        #[100, 2, 3]print aa        #[1,2,3]#由於數字不可變，修改的時候會替換舊的對象print [id(x) for x in bb]   #[10247196, 10246388, 10246376]print [id(y) for y in aa]   #[10246400, 10246388, 10246376]

下面試試對象中可變元素：

lis = [[‘a‘],[1,2],[‘z‘,23]]copyLis = copy.copy(lis)copyLis[1].append(‘bar‘)print copyLis   #[[‘a‘], [1, 2, ‘bar‘], [‘z‘, 23]]print lis       #[[‘a‘], [1, 2, ‘bar‘], [‘z‘, 23]]

如果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.

"""深copy"""deepLis = copy.deepcopy(lis)deepLis[1].append(‘foo‘)    print deepLis   #[[‘a‘], [1, 2,‘foo‘], [‘z‘, 23]]print lis       #[[‘a‘], [1, 2], [‘z‘, 23]]

注意：

1、對於非容器類型(如數字、字串、和其他‘原子’類型的對象)沒有被拷貝一說。

2、如果元祖變數只包含原子類型對象，則不能深copy。

3、對於python比較熟悉的人們都應該瞭解這個事實，在python中，strings, tuples, 和numbers是不可更改的對象，而list,dict等則是可以修改的對象。

4、我們剛才描述的淺拷貝和深拷貝操作都可以在copy模組中找到。其實copy模組中只有兩個函數可用：copy()進行淺拷貝操作，而deepcopy()進行深拷貝操作。

Python 淺拷貝和深拷貝