5张图彻底理解Python中的浅拷贝与深拷贝

栏目: Python · 发布时间: 5年前

内容简介:假设你去面试 Python 开发岗,面试官如果对基础比较看重的话,那么很可能会问你这样的问题“谈谈你对 Python 中的浅拷贝和深拷贝的理解?”若平时你在开发中像我一样,过度使用 deepcopy,以至于忘记了浅拷贝(shallow copy)和深拷贝(deep copy)的区别,那很可能要栽大跟头了。建议在读这篇文章之前,看下我之前写的文章

假设你去面试 Python 开发岗,面试官如果对基础比较看重的话,那么很可能会问你这样的问题

“谈谈你对 Python 中的浅拷贝和深拷贝的理解?”

若平时你在开发中像我一样,过度使用 deepcopy,以至于忘记了浅拷贝(shallow copy)和深拷贝(deep copy)的区别,那很可能要栽大跟头了。建议在读这篇文章之前,看下我之前写的文章 《你真的理解Python中的赋值、传参吗?》 ,它有助于你更快的理解本文

Python 的引用计数

首先我们要知道,Python 内不可变对象的内存管理方式是引用计数。因此,我们在谈论拷贝时,其实谈论的主要特点都是基于可变对象的。我们来看下面这段代码

import copy

a = "张小鸡"
b = a
c = copy.copy(a)
d = copy.deepcopy(a)

print "赋值:id(b)->>>", id(b)
print "浅拷贝:id(c)->>>", id(c)
print "深拷贝:id(d)->>>", id(c)
复制代码

输出如下

赋值:id(b)->>> 4394180400
浅拷贝:id(c)->>> 4394180400
深拷贝:id(d)->>> 4394180400
复制代码
5张图彻底理解Python中的浅拷贝与深拷贝

因为我们这里操作的是不可变对象,Python 用引用计数的方式管理它们,所以 Python 不会对值相同的不可变对象,申请单独的内存空间。只会记录它的引用次数

浅拷贝

我们先来比较一下浅拷贝和赋值在可变对象上的区别

import copy

a = ["张小鸡"]
b = a
c = copy.copy(a)

print "赋值:id(b)->>>", id(b)
print "浅拷贝:id(c)->>>", id(c)
复制代码

输出结果

赋值:id(b)->>> 4473562824
浅拷贝:id(c)->>> 4462057592
复制代码
5张图彻底理解Python中的浅拷贝与深拷贝

发现没有,赋值就是对物体进行贴标签操作,作用于同一物体。而浅拷贝则会创建一个新的对象,至于对象中的元素,它依然会引用原来的物体,我们再来看一段例子

import copy

a = ["张小鸡"]

print "改变前,a内部的元素id:id([a])->>>", [id(_) for _ in a]

c = copy.copy(a)

print "改变前,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>>", [id(_) for _ in c]

a[0] = "姬无命"

print "改变后,a内部的元素id:id([a])->>>", [id(_) for _ in a]
print "改变后,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>>", [id(_) for _ in c]
复制代码

输出如下

改变前,a内部的元素id:id([a])->>> [4318150256]
改变前,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>> [4318150256]
改变后,a内部的元素id:id([a])->>> [4318150352]
改变后,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>> [4318150256]
复制代码
5张图彻底理解Python中的浅拷贝与深拷贝

操作不可变对象时,由于引用计数的特性,被拷贝的元素改变时,就相当于撕掉了原来的标签,重新贴上新的标签一样,对于我们已拷贝的元素没有任何影响。因此在操作不可变对象时,浅拷贝和深拷贝是没有区别的

import copy
import json

a = [["张小鸡"], "姬无命"]

print "改变前,a的值", json.dumps(a, ensure_ascii=False)
print "改变前,a内部的元素id:id([a])->>>", [id(_) for _ in a]

c = copy.copy(a)

print "改变前,c的值", json.dumps(c, ensure_ascii=False)
print "改变前,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>>", [id(_) for _ in c]

a[0][0] = "Tom"
a[1] = "Jack"

print "改变后,a的值", json.dumps(a, ensure_ascii=False)
print "改变后,c的值", json.dumps(c, ensure_ascii=False)
print "改变后,a内部的元素id:id([a])->>>", [id(_) for _ in a]
print "改变后,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>>", [id(_) for _ in c]
复制代码

输出结果

改变前,a的值 [["张小鸡"], "姬无命"]
改变前,a内部的元素id:id([a])->>> [4385503208, 4373939232]
改变前,c的值 [["张小鸡"], "姬无命"]
改变前,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>> [4385503208, 4373939232]
改变后,a的值 [["Tom"], "Jack"]
改变后,c的值 [["Tom"], "姬无命"]
改变后,a内部的元素id:id([a])->>> [4385503208, 4373938320]
改变后,浅拷贝c内部的元素id:id([c])->>> [4385503208, 4373939232]
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由于浅拷贝会使用原始元素的引用(内存地址)。所以在在操作被拷贝对象内部的可变元素时,其结果是会影响到拷贝对象的

深拷贝

深拷贝遇到可变对象,则又会进行一层对象创建,所以你操作被拷贝对象内部的可变对象,不影响拷贝对象内部的值

import copy
import json

a = [["张小鸡"], "姬无命"]

print "改变前,a的值", json.dumps(a, ensure_ascii=False)
print "改变前,a内部的元素id:id([a])->>>", [id(_) for _ in a]

d = copy.deepcopy(a)

print "改变前,d的值", json.dumps(d, ensure_ascii=False)
print "改变前,深拷贝d内部的元素id:id([d])->>>", [id(_) for _ in d]

a[0][0] = "Tom"
a[1] = "Jack"

print "改变后,a的值", json.dumps(a, ensure_ascii=False)
print "改变后,d的值", json.dumps(d, ensure_ascii=False)
print "改变后,a内部的元素id:id([a])->>>", [id(_) for _ in a]
print "改变后,深拷贝d内部的元素id:id([d])->>>", [id(_) for _ in d]
复制代码

输出如下

改变前,a的值 [["张小鸡"], "姬无命"]
改变前,a内部的元素id:id([a])->>> [4337440744, 4325876768]
改变前,d的值 [["张小鸡"], "姬无命"]
改变前,深拷贝d内部的元素id:id([d])->>> [4337440888, 4325876768]
改变后,a的值 [["Tom"], "Jack"]
改变后,d的值 [["张小鸡"], "姬无命"]
改变后,a内部的元素id:id([a])->>> [4337440744, 4325875856]
改变后,深拷贝d内部的元素id:id([d])->>> [4337440888, 4325876768]
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