Python开发【第二章】：Python深浅拷贝剖析

Python深浅拷贝剖析

Python中，对象的赋值，拷贝（深/浅拷贝）之间是有差异的，如果使用的时候不注意，就可能产生意外的结果。

下面本文就通过简单的例子介绍一下这些概念之间的差别。

一、对象赋值

创建列表变量Alex，变量包含子列表，通过变量Alex给变量lzl赋值，然后对变量Alex的元素进行修改，此时lzl会有什么变化呢？让我们通过内存地址分析两者的变化

#   对象赋值
import copy                     #import调用copy模块
 
Alex = ["Alex", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
lzl = Alex                       #直接赋值
 
#   修改前打印
print(id(Alex))
print(Alex)
print([id(adr) for adr in Alex])
# 输出：  7316664
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
#        [2775776, 1398430400, 7318024]
print(id(lzl))
print(lzl)
print([id(adr) for adr in lzl])
# 输出：  7316664
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
#        [2775776, 1398430400, 7318024]
 
#    对变量进行修改
Alex[0]='Mr.Wu'
Alex[2].append('CSS')
print(id(Alex))
print(Alex)
print([id(adr) for adr in Alex])
# 输出：  7316664
#        ['Mr.Wu', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'CSS']]
#        [5170528, 1398430400, 7318024]
print(id(lzl))
print(lzl)
print([id(adr) for adr in lzl])
# 输出：  7316664
#        ['Mr.Wu', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'CSS']]
#        [5170528, 1398430400, 7318024]

通过上面的代码做出如下两图并进行分析：

　　1、首先，创建了一个名为Alex的变量，这个变量指向一个list列表，从第一张图中可以看到列表中元素的地址（每次运行，结果可能不同）。然后通过变量Alex给变量lzl进行赋值，变量lzl指向Alex指向的内存地址（7316664），所有可以理解为，Python中，对象的赋值都是进行对象引用（内存地址）的传递，被赋值的变量并没有开辟新内存，两个变量共用一个内存地址

2、第二张图中，由于Alex和lzl指向同一个对象（内存地址），所以对Alex的任何修改都会体现在lzl上。这里需要注意的一点是，str是不可变类型，所以当修改元素Alex为Mr.Wu时，内存地址由2775776变为了5170528，list是可变类型，元素['Python', 'C#', 'JavaScript', 'CSS']修改完后，内存地址仍然是7318024，没有发生改变

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二、浅拷贝

创建列表变量Alex，变量包含子列表，通过copy模块的浅拷贝函数copy()对变量Alex进行拷贝，当对Alex进行操作时，此时lzl会如何变化？

#   浅拷贝
import copy                     #import调用copy模块
 
Alex = ["Alex", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
lzl = copy.copy(Alex)                       #通过copy模块里面的浅拷贝函数copy()
 
#   修改前打印
print(id(Alex))
print(Alex)
print([id(adr) for adr in Alex])
# 输出：  10462472
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
#        [5462752, 1359960768, 10463232]
print(id(lzl))
print(lzl)
print([id(adr) for adr in lzl])
# 输出：  10201848
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
#        [5462752, 1359960768, 10463232]
 
#    对变量进行修改
Alex[0]='Mr.Wu'
Alex[2].append('CSS')
print(id(Alex))
print(Alex)
print([id(adr) for adr in Alex])
# 输出：  10462472
#        ['Mr.Wu', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'CSS']]
#        [10151264, 1359960768, 10463232]
print(id(lzl))
print(lzl)
print([id(adr) for adr in lzl])
# 输出：  10201848
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'CSS']]
#        [5462752, 1359960768, 10463232]

通过上面的代码做出如下两图并进行分析：

　　1、依然使用一个Alex变量，指向一个list类型的对象，list包含一个子list

2、然后，通过copy模块里面的浅拷贝函数copy()，对Alex指向的对象进行浅拷贝，然后浅拷贝生成的新对象赋值给lzl变量，注意此时变量lzl新建了一块内存(10201848),此内存记录了list中元素的地址，对于list中的元素，浅拷贝就会使用原始元素的引用（内存地址）

3、当对Alex进行修改的时候，由于list中第一个元素“Alex”（str）为不可变类型，所以进行修改的后，第一个元素对应的地址变为了10151264。由于list中第三个元素['Python', 'C#', 'JavaScript']（list）为可变类型，修改后地址没有变化。所以最后变量lzl和变量Alex只是第一个元素不一样。

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注：当我们使用下面的操作的时候，会产生浅拷贝的效果：

• 使用切片[:]操作
• 使用工厂函数（如list/dir/set）
• 使用copy模块中的copy()函数

 

三、深拷贝

创建列表变量Alex，变量包含子列表，通过copy模块的深拷贝函数deepcopy()对变量Alex进行拷贝，当对Alex进行操作时，此时lzl会如何变化？

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
#-Author-Lian
#   深拷贝
import copy                     #import调用copy模块
 
Alex = ["Alex", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
lzl = copy.deepcopy(Alex)                       #通过copy模块里面的深拷贝函数deepcopy()
 
#   修改前打印
print(id(Alex))
print(Alex)
print([id(adr) for adr in Alex])
# 输出：  6202712
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
#        [4086496, 1363237568, 6203472]
print(id(lzl))
print(lzl)
print([id(adr) for adr in lzl])
# 输出：  6203032
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
#        [4086496, 1363237568, 6203512]
 
#    对变量进行修改
Alex[0]='Mr.Wu'
Alex[2].append('CSS')
print(id(Alex))
print(Alex)
print([id(adr) for adr in Alex])
# 输出：  6202712
#        ['Mr.Wu', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript', 'CSS']]
#        [5236064, 1363237568, 6203472]
print(id(lzl))
print(lzl)
print([id(adr) for adr in lzl])
# 输出：  6203032
#        ['Alex', 28, ['Python', 'C#', 'JavaScript']]
#        [4086496, 1363237568, 6203512]

通过上面深拷贝的代码做出如下两图并进行分析：

　  1、依然使用一个Alex变量，指向一个list类型的对象，list包含一个子list

2、然后，通过copy模块里面的深拷贝函数deepcopy()，对Alex指向的对象进行深拷贝，然后深拷贝生成的新对象赋值给lzl变量。跟浅拷贝一样，此时变量lzl依然新建了一块内存(6203032),此内存记录了list中元素的地址。但是，对于list中的元素，深拷贝不是简单的使用原始元素的引用（内存地址），对于list第三个元素（['Python', 'C#', 'JavaScript']）重新生成了一个地址（6203512），此时两个变量的第三个元素的内存引用地址不同

3、当对Alex进行修改的时候，由于list中第一个元素“Alex”（str）为不可变类型，所以进行修改的后，第一个元素对应的地址变为了5236064。虽然list中第三个元素['Python', 'C#', 'JavaScript']（list）为可变类型，修改后不会产生新的地址，但是由于Alex和lzl在第三个元素引用的本就不同，所有Alex的修改对lzl不会产生任何影响

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其实，对于拷贝有一些特殊情况：

• 对于非容器类型（如数字、字符串、和其他'原子'类型的对象）没有拷贝这一说
• 也就是说，对于这些类型，"obj is copy.copy(obj)" 、"obj is copy.deepcopy(obj)"
• 如果元祖变量只包含原子类型对象，则不能深拷贝