python 深复制和浅复制详解

python 深复制和浅复制详解

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参考文献
莫烦老师
博文

id(x)函数

• id()函数可以查看一个变量在内存中的地址

变量赋值给变量-拷贝引用

对于以下代码

>>> import copy
>>> a=[1,2,3]
>>> b=a
>>> id(a)
"""
4382960392
"""
>>> id(b)
"""
4382960392
"""
>>> id(a)==id(b)    #附值后，两者的id相同，为true。
True
>>> b[0]=222222  #此时，改变b的第一个值，也会导致a值改变。
>>> print(a,b)
[222222, 2, 3] [222222, 2, 3] #a,b值同时改变

• 此时会发现，对于b=a这条命令而言，b是a的拷贝，指向的是内存中同一块地址即id(a)==id(b)。 通过改变b的元素也可以起到改变a中元素的作用，同理，改变a中的元素也会改变b中的元素。

可变对象与不可变对象

• 可变对象是指，一个对象在不改变其所指向的地址的前提下，可以修改其所指向的地址中的值； 值和地址不对应（列表）

• 不可变对象是指，一个对象所指向的地址上值是不能修改的，如果你修改了这个对象的值，那么它指向的地址就改变了 值和地址相互对应（int,float,complex,long,str,unicode,tuple） ， 元组 tuple就属于不可变对象

基本可变对象的深复制和浅复制

• 基本可变对象不仅仅只有列表，还有字典等，这里使用列表举个简单的例子。

a_list = [1, 2, 3]
a_shallow_list = copy.copy(a_list)
a_deep_list = copy.deepcopy(a_list)
print("id of a_list", id(a_list), "id of a_shallow_list", id(a_shallow_list), "a_deep_list", id(a_deep_list))
# id of a_list 2249250705672 id of a_shallow_list 2249201900552 a_deep_list 2249201900424

• 其均会指向一个新的地址，即a_list，a_shallow_list，a_deep_list相互之间不影响。
• 但是其中的元素是int类型,是不可变对象，因此其只要其中数值不变地址也不会变化。

print("id of a_list[0]", id(a_list[0]), "id of a_shallow_list[0]", id(a_shallow_list[0]), "a_deep_list[0]", id(a_deep_list[0]))
# id of a_list[0] 1887096560 id of a_shallow_list[0] 1887096560 a_deep_list[0] 1887096560
# 基本可变对象中不可变对象的地址不会改变

基本不可变对象的深复制和浅复制

• 元组 tuple是不可变对象，只要地址改变其中的值也会改变，因此 深复制和浅复制 都不会改变其中元素的地址。

a_tuple = (1, 2, 3)
a_shallow_tuple = copy.copy(a_tuple)
a_deep_tuple = copy.deepcopy(a_tuple)
# 比较基本不可变对象，深复制和浅复制区别
print("id of a_tuple", id(a_tuple), "a_shallow_tuple", id(a_shallow_tuple), "a_deep_tuple", id(a_deep_tuple))
print("id of a_tuple[0]", id(a_tuple[0]), "a_shallow_tuple[0]", id(a_shallow_tuple[0]), "a_deep_tuple[0]",
      id(a_deep_tuple[0]))
# id of a_tuple 2344837083280 a_shallow_tuple 2344837083280 a_deep_tuple 2344837083280
# id of a_tuple[0] 1885130480 a_shallow_tuple[0] 1885130480 a_deep_tuple[0] 1885130480

嵌套不可变对象的深复制和浅复制

• 但是对于嵌套对象，只要其中包含 可以引用的可变对象 ，深复制就会重新分配内存创建新的对象 。由于外层是元组对象，是不可变对象，浅复制则不会重新分配内存。 这里是 深复制和浅复制的区别之一。 而这里浅复制不改变地址的操作，也就表示操纵浅复制的对象也可以对原始对象进行操作。

a1_tuple = (1, 2, (1, 2, 3), [1, 2, 3])
a1_shallow_tuple = copy.copy(a1_tuple)
a1_deep_tuple = copy.deepcopy(a1_tuple)

# 复合嵌套不可变元素的深复制和浅复制区别
print("id of a1_tuple", id(a1_tuple), "a1_shallow_tuple", id(a1_shallow_tuple), "a1_deep_tuple", id(a1_deep_tuple))
print("id of a1_tuple[3]", id(a1_tuple[3]), "a1_shallow_tuple[3]", id(a1_shallow_tuple[3]), "a1_deep_tuple[3]",
      id(a1_deep_tuple[3]))

# id of a1_tuple 2498218636296 a1_shallow_tuple 2498218636296 a1_deep_tuple 2498218638776
# id of a1_tuple[3] 2498267415048 a1_shallow_tuple[3] 2498267415048 a1_deep_tuple[3] 2498218716040

嵌套可变对象的深复制和浅复制

• 这是常见的一种模式，也是网上博文最多讨论的一种模式，即外层是一个可变对象例如list,内层中也包含有可变对象list。
• 浅复制会对外层可变对象进行复制，但是对内层可变对象不会复制，也就是说内层可变对象的地址不会改变。 这时改变拷贝对象的内层元素，原有对象内层对象也会改变。
• 但是深复制不会有这种担忧，里里外外都是重新从内存中申请的空间，都是一个全新的对象。
• 可以认为对于嵌套类型结构，深复制都是重新分配空间，建立的原来完全不同的对象。
• 建议平时用深复制，不易出错~！

a1_list = [1, 2, (1, 2, 3), [1, 2, 3]]
a1_shallow_list = copy.copy(a1_list)
a1_deep_list = copy.deepcopy(a1_list)
# 复合嵌套可变元素的深复制和浅复制区别
print("id of a1_list", id(a1_list), "id of a1_shallow_list", id(a1_shallow_list), "a1_deep_list", id(a1_deep_list))
print("id of a1_list[3]", id(a1_list[3]), "id of a1_shallow_list[3]", id(a1_shallow_list[3]), "a1_deep_list[3]",
      id(a1_deep_list[3]))
# id of a1_list 1453555407752 id of a1_shallow_list 1453555447432 a1_deep_list 1453555477384
# id of a1_list[3] 1453604277640 id of a1_shallow_list[3] 1453604277640 a1_deep_list[3] 1453555448968