深度解析：python之浅拷贝与深拷贝

深度解析python之浅拷贝与深拷贝

本文包括知识点：

1.copy与deepcopy

2.可变类型与不可变类型

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1.copy与deepcopy

在日常python编码过程中，经常会遇见变量的赋值。这一部分会用代码+图解的形式解释=,copy,deepcopy的区别。

1. 直接赋值

Bill = ["Gates", 50, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
Jack = Bill
print id(Bill)
print Bill
print [id(ele) for ele in Bill]
print id(Jack)
print Jack
print [id(ele) for ele in Jack]
print Jack is Bill

#output:
97597256
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
[97625072L, 34047944L, 97620808L]
97597256
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
[97625072L, 34047944L, 97620808L]
True

Bill[0] = "Mark"
Bill[2].append("Scala")
print id(Bill)
print Bill
print [id(ele) for ele in Bill]
print id(Jack)
print Jack
print [id(ele) for ele in Jack]

#output:
97262024
['Mark', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'Scala']]
[97615224L, 34047944L, 97596616L]
97262024
['Mark', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'Scala']]
[97615224L, 34047944L, 97596616L]

结论：
这说明采用直接赋值的方式，变量Bill和Jack的地址完全相同，同时他们的内部元素的地址也完全相同，Bill的元素修改Jack上也成立。需要注意的是，str与int等原子类型是不可变类型，在不改变地址的前提下，无法改变值，所以Bill[0]的值发生了变换，且分配了一个新的地址。而list ,dict等容器类型式可变类型，在地址不变的前提下，可以更改值,所以Bill[2]的值发生了变化，但是地址不变。

2. 浅拷贝

再来看下面一段代码：

import copy
 
Bill = ["Gates", 50, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
Jack = copy.copy(Bill)
print id(Bill)
print Bill
print [id(ele) for ele in Bill]
print id(Jack)
print Jack
print [id(ele) for ele in Jack]
print Jack is Bill

#output:
97263496
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
[97625072L, 34047944L, 97262024L]
98156168
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
[97625072L, 34047944L, 97262024L]
False

Bill[0] = "Mark"
Bill[2].append("Scala")
print id(Bill)
print Bill
print [id(ele) for ele in Bill]
print id(Jack)
print Jack
print [id(ele) for ele in Jack]

#output:
97263496
['Mark', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'Scala']]
[97613904L, 34047944L, 97262024L]
98156168
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'Scala']]
[97625072L, 34047944L, 97262024L]

这说明,浅拷贝的变量Jack与Bill的地址不同，即 Jack is not Bill， 但是它俩的元素地址相同，即Jack[i] is Bill[i]。
浅拷贝之后，对原变量元素进行赋值。Bill[0]与Bill[-1]都发生了变化，且由于Bill[0]是不可变类型，分配了新的地址，而浅拷贝对象Jack[0]还指向原地址，所以Jack[0]的值还是原来的值。而Bill[-1]是原地变化，所以Bill[-1]也进行了相应的变化。

3.深拷贝

老惯例，先上代码：

import copy
 
Bill = ["Gates", 50, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
Jack = copy.deepcopy(Bill)
print id(Bill)
print Bill
print [id(ele) for ele in Bill]
print id(Jack)
print Jack
print [id(ele) for ele in Jack]
print Jack is Bill

#output:
97262024
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
[97625072L, 34047944L, 97598216L]
97263496
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
[97625072L, 34047944L, 97596872L]
False

Bill[1] = 38
Bill[2].append("Scala")
print id(Bill)
print Bill
print [id(ele) for ele in Bill]
print id(Jack)
print Jack
print [id(ele) for ele in Jack]

#output:
97262024
['Gates', 38, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'Scala']]
[97625072L, 34048232L, 97598216L]
97263496
['Gates', 50, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
[97625072L, 34047944L, 97596872L]

结论，可以看到，Jack是Bill的深拷贝对象，Jack is not Bill，and Jack[i] is not Bill[i]，从而实现效果上，两个变量的彻底剥离。
在初始化的时候，由于前两个元素都是不可变类型，Jack与Bill的这两个元素的地址相同。重点是对于可变类型元素，两个变量的地址是不同的，因此，不论元素类型是否可变，原对象的变化都不影响拷贝对象。

4.总结

= ，copy，deepcopy的区别如下：
考虑对象A的变化对拷贝对象B的影响，应该这么考虑：
1.A与B是否指向同一个地址(=)，若是则A的任何变化都会导致B的变化。
2.A与B指向的地址不同，若B的元素与A的元素指向地址相同(浅拷贝)，且A的元素有可变类型，那么A的可变类型元素的变化会导致B的相应元素的变化。
3.A与B指向的地址不同，且A与B的元素指向的地址也不同(深拷贝，不可变类型元素地址相同，不影响)，那么A的任何类型元素的变化都不会导致B的元素变化。

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(引申知识点)：

2.可变类型与不可变类型

什么是可变/不可变? 简言之，就是内存地址（id）和type不变的前提下，value是否是可变的。

int ,float , str,tuple是不可变的，dict，list，set等容器类型是可变的。

不可变类型的变量若重新赋值，就是在新的地址上创建一个新的值，并把该变量指向新的地址，若之前的变量没有其他引用的话，就直接回收旧地址。可变类型的变量可以通过append，pop，remove等操作变换值，但是地址不会变更。

需要注意的是，tuple虽然是一种容器，但由于在初始化之后不能再更改，所以也是不可变类型。

引申：collections包中的其他容器类型，例如OrderedDict，Iterator，Container等是可变还是不可变呢？ 读者不妨自己做做实验和总结。