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  • 面试题-python 浅拷贝和深拷贝(copy模块)

    前言

    面试的时候经常会问到深拷贝和浅拷贝,那么python的深拷贝和浅拷贝有什么区别呢?

    思考题

    先来看 2 个简单的案例, 对元素 a/aa 重新赋值一个新的变量 b/bb 后,改变原来 a/aa 的值,看会不会影响新的变量 b/bb 的值

    # 1.str
    a = "hello"
    b = a
    a = "world"
    print('a: {}'.format(a))
    print('b: {}'.format(b))
    
    # 2.list
    aa = [1, 2, 3]
    bb = aa
    aa.append(4)
    print('aa: {}'.format(aa))
    print('bb: {}'.format(bb))
    

    运行结果

    a: world
    b: hello
    aa: [1, 2, 3, 4]
    bb: [1, 2, 3, 4]
    

    这是个很有趣的事情,字符串重新赋值给b后,改变原来a的值,b不会跟着变。
    但是list重新赋值给bb后,改变aa的值,bb的值也跟着变了。
    这里有个知识点:在python中,都是将“对象的引用(内存地址)”赋值给变量的。其次,在python中有6个标准数据类型,他们分为可变和不可变两类。

    可变和不可变对象

    在python中有6个标准数据类型,他们分为可变和不可变两类。

    • 不可变类型:Number(数字)String(字符串)Tuple(元组)
    • 可变类型:List(列表)Dictionary(字典)Set(集合)

    可变对象和不可变对象的内存地址可以通过id函数获取

    • 可变对象:可变对象可以在其 id() 保持固定的情况下改变其取值;
    • 不可变对象:具有固定值的对象。不可变对象包括数字、字符串和元组。这样的对象不能被改变。如果必须存储一个不同的值,则必须创建新的对象。
    • id(object): 函数用于获取对象的内存地址,函数返回对象的唯一标识符,标识符是一个整数。

    字符串和数字都是不可变类型,不同变量赋值一样,通过id获取的内存地址是一样的

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    a = "abc"
    b = "abc"
    
    print(id(a))
    print(id(b))
    print(a is b)
    
    c = 100
    d = 100
    print(id(c))
    print(id(d))
    print(c is d)
    

    运行结果

    1557212603592
    1557212603592
    True
    1561032832
    1561032832
    True
    

    list、dict 和 set集合是可变类型,虽然值一样,但是id获取的内存地址不一样

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    a = {"key": "123"}
    b = {"key": "123"}
    
    print(id(a))
    print(id(b))
    print(a is b)
    print(a == b)
    
    c = [1, 2, 3]
    d = [1, 2, 3]
    print(id(c))
    print(id(d))
    print(c is d)
    print(c == d)
    

    运行结果

    1638920310144
    1638920310216
    False
    True
    1638921292360
    1638921292680
    False
    True
    

    现在知道了id函数获取内存地址,我们说的深拷贝和浅拷贝是针对可变对象:list、dict 和 set集合

    copy模块

    python 中的深拷贝和浅拷贝使用 copy 模块

    浅拷贝 A shallow copy constructs a new compound object and then (to the extent possible) inserts references into it to the objects found in the original.

    上面这段话是官方文档上的描述,有2个含义:

    • 1.浅拷贝会创建一个新的容器对象(compound object)
    • 2.对于对象中的元素,浅拷贝就只会使用原始元素的引用(内存地址)

    常见的浅拷贝操作有:

    • 使用切片操作[:]
    • 使用工厂函数(如list/dict/set)
    • copy模块的copy()方法

    深拷贝 A deep copy constructs a new compound object and then, recursively, inserts copies into it of the objects found in the original.

    上面这段话是官方文档上的描述,也是有2个含义:

    • 1.深拷贝和浅拷贝一样,都会创建一个新的容器对象(compound object)
    • 2.和浅拷贝的不同点在于,深拷贝对于对象中的元素,深拷贝都会重新生成一个新的对象

    浅拷贝

    浅拷贝使用 copy 模块的 copy 方法

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    import copy
    
    
    a = [1, "hello", [2, 3], {"key": "123"}]
    
    b = copy.copy(a)
    
    print(id(a))    # 外面容器拷贝了,所以a和b的id不一样
    print(id(b))
    
    # a和b容器里面的元素对象id
    print(id(a[2]))
    print(id(b[2]))
    

    运行结果

    1340977220424
    1340977221576
    1340977220168
    1340977220168
    

    浅拷贝是拷贝了list外面一层的, 创建一个新的容器对象(compound object),所以a和b的id是不一样的
    对于容器里面的元素对象,浅拷贝就只会使用原始元素的引用(内存地址),所以可以看到子元素的内存地址还是一样的

    如果改变a里面的不可变对象数字和字符串,此时a和b的值就不一样了,但是b的后面没改变的元素还是指向a

    # 改变a的 数字和字符串对象
    a[0] = 2
    
    # a 和b 的值不一样了
    print(a)
    print(b)
    
    # 但是后面的元素还是指的a
    print(id(a[2]))
    print(id(b[2]))
    

    运行结果

    [2, 'hello', [2, 3], {'key': '123'}]
    [1, 'hello', [2, 3], {'key': '123'}]
    2488134044232
    2488134044232
    

    如果改变a里面的可变对象, 把[2, 3]里面的3改成 [2, 4]

    # 改变a的 可变对象 [2, 4]
    a[2][1] = 4
    
    print(a)
    print(b)
    
    print(id(a[2]))
    print(id(b[2]))
    

    运行结果

    [1, 'hello', [2, 4], {'key': '123'}]
    [1, 'hello', [2, 4], {'key': '123'}]
    2385125673544
    2385125673544
    

    此时b会随着a的改变而改变,这就是浅拷贝了

    深拷贝

    浅拷贝使用 copy 模块的 deepcopy 方法

    import copy
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    a = [1, "hello", [2, 3], {"key": "123"}]
    
    b = copy.deepcopy(a)
    
    print(id(a))    # 外面容器拷贝了,所以a和b的id不一样
    print(id(b))
    
    # a和b容器里面的元素对象id
    print(id(a[2]))
    print(id(b[2]))
    
    # 改变a的 可变对象 [2, 4]
    a[2][1] = 4
    
    print(a)
    print(b)
    
    print(id(a[2]))
    print(id(b[2]))
    

    深拷贝和浅拷贝的不同点在于,深拷贝对于对象中的元素,深拷贝都会重新生成一个新的对象。
    所以不管a怎么变,都不会影响b的值

    赋值

    赋值跟浅拷贝 深拷贝是有区别的,可以看下面的示例

    # 作者-上海悠悠 QQ交流群:717225969
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    a = [1, "hello", [2, 3], {"key": "123"}]
    
    b = a
    print(id(a))
    print(id(b))
    
    # a和b容器里面的元素对象id
    print(id(a[2]))
    print(id(b[2]))
    
    a[0] = 2
    print(a)
    print(b)
    

    运行结果

    1992198687560
    1992198687560
    1992198687304
    1992198687304
    [2, 'hello', [2, 3], {'key': '123'}]
    [2, 'hello', [2, 3], {'key': '123'}]
    

    赋值语句并没有生成新的容器,跟浅拷贝的区别在于外面的容器也是指向的a的内存地址,并没有生成新的容器

    参考博客资料https://www.nowcoder.com/discuss/203654?type=2&order=0&pos=1232&page=0
    参考博客资料https://copyfuture.com/blogs-details/2020031720252559878eggumgw4iaj7c

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/yoyoketang/p/14449962.html
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