Python 拓展之詳解深拷貝和淺拷貝

来源:https://www.cnblogs.com/Rocky0429/archive/2018/12/08/10088657.html
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正式開始 首先我在這介紹兩個新的小知識,要在下麵用到。一個是函數 id() ,另一個是運算符 is。id() 函數就是返回對象的記憶體地址;is 是比較兩個變數的對象引用是否指向同一個對象,在這裡請不要和 == 混了,== 是比較兩個變數的值是否相等。 copy 這個詞有兩種叫法,一種是根據它的發音音 ...


正式開始

首先我在這介紹兩個新的小知識,要在下麵用到。一個是函數 id() ,另一個是運算符 is。id() 函數就是返回對象的記憶體地址;is 是比較兩個變數的對象引用是否指向同一個對象,在這裡請不要和 == 混了,== 是比較兩個變數的值是否相等。

>>> a = [1,2,3]
>>> b = [1,2,3]
>>> id(a)
38884552L
>>> a is b
False
>>> a == b
True

copy 這個詞有兩種叫法,一種是根據它的發音音譯過來的,叫拷貝;另一種就是標準的翻譯,叫複製。

其實單從錶面意思來說,copy 就是將某件東西再複製一份,但是在很多編程語言中,比如 Python,C++中,它就不是那麼的簡單了。

>>> a = 1
>>> b = a
>>> b
1

看到上面的例子,從錶面上看我們似乎是得到了兩個 1,但是如果你看過我之前寫的文章,你應該對一句話有印象,那就是 “變數無類型”, Python 中變數就是一個標簽,這裡我們有請 id() 閃亮登場,看看它們在記憶體中的位置。

>>> a = 1
>>> b = a
>>> b
1
>>> id(a)
31096808L
>>> id(b)
31096808L

看出來了嗎,id(a) 和 id(b) 相等,所以並沒有兩個 1,只是一個 1 而已,只不過是在 1 上貼了兩張標簽,名字是 a 和 b 罷了,這種現象普遍存在於 Python 之中,這種賦值的方式實現了 “假裝” 拷貝,真實的情況還是兩個變數和同一個對象之間的引用關係。

我們再來看 copy() 方法:

>>> a = {'name':'rocky','like':'python'}
>>> b = a.copy()
>>> b
{'name': 'rocky', 'like': 'python'}
>>> id(a)
31036280L
>>> id(b)
38786728L

咦,果然這次得到的 b 和原來的 a 不同,它是在記憶體中又開闢了一個空間。那麼我們這個時候就來推理了,雖然它們兩個是一樣的,但是它們在兩個不同的記憶體空間里,那麼肯定彼此互不幹擾,如果我們去把 b 改了,那麼 a 肯定不變。

>>> b['name'] = 'leey'
>>> b
{'name': 'leey', 'like': 'python'}
>>> a
{'name': 'rocky', 'like': 'python'}

結果和我們上面推理的一模一樣,所以理解了對象有類型,變數無類型,變數是對象的標簽,就能正確推斷出 Python 提供的結果。

我們接下來在看一個例子,請你在往下看的時候保證上面的你已經懂了,不然容易暈車。

>>> a = {'name':'rocky','like':'python'}
>>> b = a
>>> b
{'name': 'rocky', 'like': 'python'}
>>> b['name'] = 'leey'
>>> b
{'name': 'leey', 'like': 'python'}
>>> a
{'name': 'leey', 'like': 'python'}

上面的例子看出什麼來了嗎?修改了 b 對應的字典類型的對象,a 的對象也變了。也就是說, b = a 得到的結果是兩個變數引用了同一個對象,但是事情真的這麼簡單嗎?請睜大你的眼睛往下看,重點來了。

>>> first = {'name':'rocky','lanaguage':['python','c++','java']}
>>> second = first.copy()
>>> second
{'name': 'rocky', 'lanaguage': ['python', 'c++', 'java']}
>>> id(first)
31036280L
>>> id(second)
38786728L

在這裡的話沒有問題,和我們之前說的一樣,second 是從 first 拷貝過來的,它們分別引用的是兩個對象。

>>> second['lanaguage'].remove('java')
>>> second
{'name': 'rocky', 'lanaguage': ['python', 'c++']}
>>> first
{'name': 'rocky', 'lanaguage': ['python', 'c++']}

發現什麼了嗎?按理說上述例子中 second 的 lanaguage 對應的是一個列表,我刪除這個列表裡的值,也只應該改變的是 second 啊,為什麼連 first 的也會改,不是應該互不幹擾嗎?是不是很意外?是我們之前說的不對嗎?那我們再試試另一個鍵:

>>> second['name'] = 'leey'
>>> second
{'name': 'leey', 'lanaguage': ['python', 'c++']}
>>> first
{'name': 'rocky', 'lanaguage': ['python', 'c++']}

前面說的原理是有效的,那這到底是為什麼啊,來來來,有請我們的 id() 再次閃亮登場。

>>> id(first['name'])
38829152L
>>> id(second['name'])
38817544L
>>> id(first['lanaguage'])
38754120L
>>> id(second['lanaguage'])
38754120L

其實這裡深層次的原因是和 Python 的存儲數據的方式有關,這裡不做過多的說明(其實是我也不懂。。 在這裡,我們只需要知道的是,當 copy() 的時候,列表這類由字元串,數字等複合而成的對象仍然是複製了引用,也就是貼標簽,並沒有建立一個新的對象,我們把這種拷貝方式叫做淺拷貝(唉呀媽呀,終於把這個概念引出來了。。,言外之意就是並沒有解決深層次的問題,再言外之意就是還有能夠解決深層次問題的方法。

確實,在 Python 中還有一個深拷貝(deep copy),在使用它之前要引入一個 copy 模塊,我們來試一下。

>>> import copy
>>> first = {'name':'rocky','lanaguage':['python','c++','java']}
>>> second = copy.deepcopy(first)
>>> second
{'name': 'rocky', 'lanaguage': ['python', 'c++', 'java']}
>>> second['lanaguage'].remove('java')
>>> second
{'name': 'rocky', 'lanaguage': ['python', 'c++']}
>>> first
{'name': 'rocky', 'lanaguage': ['python', 'c++', 'java']}

用了深拷貝以後,果然就不是引用了。

寫在最後

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