学习笔记——深拷贝与浅拷贝

在平时工作中,经常涉及到数据的传递,在数据传递使用过程中,可能会发生数据被修改的问题。为了防止数据被修改,就需要在传递一个副本,即使副本被修改,也不会影响原数据的使用。为了生成这个副本,就产生了拷贝。

一、浅拷贝

浅复制有两种方式:
①直接赋值:默认浅拷贝传递对象的引用而已,原始列表改变,被赋值的b也会做相同的改变;
②copy浅拷贝:没有拷贝子对象,所以原始数据改变,子对象会改变。

1.1、不可变对象的拷贝

不可变对象只在修改的时候才会在内存中开辟新的空间, 而拷贝实际上是让多个对象同时指向一个引用,和对象的赋值没区别。

示例:

import copy
a = 10
b = copy.copy(a)
c = a
print('id(a)=',id(a))
print('id(b)=',id(b))
print('id(c)=',id(c))

结果:

id(a)= 1740485984
id(b)= 1740485984
id(c)= 1740485984

a与b指向相同的引用,不可变对象的拷贝就是对象赋值。


1.2、可变对象的拷贝

通过下面这个实例可以看出:可变对象的拷贝,会在内存中开辟一个新的空间来保存拷贝的数据。当再改变之前的对象时,对拷贝之后的对象没有任何影响。

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

--------结果------------
a =  [2, 3] id(a) =  2644868542984
b =  [1, 3] id(b) =  2644868543048

那么我们来看看用直接赋值的方式会不会和 copy 拷贝一样,改变之前的对象时,对拷贝之后的对象没有任何影响?

import copy
a = [1,3]
b = a
a.append(4)
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

---------结果--------------
a =  [1, 3, 4] id(a) =  2115236409864
b =  [1, 3, 4] id(b) =  2115236409864

通过观察我们可以看到,随着 a 原始列表改变,被赋值的b也会做相同的改变。


那么疑问来了,为什么都是浅拷贝copy 拷贝后 a 原始列表改变,被赋值的b不会变?

学习笔记——深拷贝与浅拷贝_第1张图片

其实copy拷贝可以使被赋值的b改变的只是我们刚刚使用方式不对,原因:复杂对象在拷贝时,并没有解决数据在传递之后,数据改变的问题。 出现这种原因,是copy() 函数在拷贝对象时,只是将指定对象中的所有引用拷贝了一份,如果这些引用当中包含了一个可变对象的话,那么数据还是会被改变。

下面来看看这个例子你就懂了:

import copy
n = [4,5]
a = [1,3,n]
b = copy.copy(a)
n[0] = 2
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

--------结果---------
a =  [1, 3, [2, 5]] id(a) =  2950477460040
b =  [1, 3, [2, 5]] id(b) =  2950477460168

二、深拷贝

区别于浅拷贝只拷贝顶层引用,深拷贝会逐层进行拷贝,直到拷贝的所有引用都是不可变引用为止。

接下来我们看看,要是将上边的拷贝实例用使用深拷贝的话,原始数据改变的问题还会不会存在了?下面的实例清楚的告诉我们:不会

示例 1

import copy
n = [4,5]
a = [1,3,n]
b = copy.deepcopy(a)
n[0] = 2
print('a = ',a,end=' ')
print('id(a) = ',id(a))
print('b = ',b,end=' ')
print('id(b) = ',id(b))

----------结果------------
a =  [1, 3, [2, 5]] id(a) =  2196123693640
b =  [1, 3, [4, 5]] id(b) =  2196123693768

示例 2

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

----------结果------------
a =  [2, 3] id(a) =  1764347359752
b =  [1, 3] id(b) =  1764347359816

三、查漏补缺

为什么Python默认的拷贝方式是浅拷贝?

  • 时间角度:浅拷贝花费时间更少
  • 空间角度:浅拷贝花费内存更少
  • 效率角度:浅拷贝只拷贝顶层数据,一般情况下比深拷贝效率高。

本文知识点总结:

  • 不可变对象在赋值时会开辟新空间
  • 可变对象在赋值时,修改一个的值,另一个也会发生改变
  • 深、浅拷贝对不可变对象拷贝时,不开辟新空间,相当于赋值操作
  • 浅拷贝在拷贝时,只拷贝第一层中的引用,如果元素是可变对象,并且被修改,那么拷贝的对象也会发生变化
  • 深拷贝在拷贝时,会逐层进行拷贝,直到所有的引用都是不可变对象为止。
  • Python 中有多种方式实现浅拷贝,copy模块的copy 函数 ,对象的 copy 函数 ,工厂方法,切片等。
  • 大多数情况下,编写程序时,都是使用浅拷贝,除非有特定的需求
  • 浅拷贝的优点:拷贝速度快,占用空间少,拷贝效率高

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