【Python】直接賦值,深拷貝和淺拷貝
- 2020 年 7 月 9 日
- 筆記
- Python, python基礎知識
直接賦值: 對象的引用,也就是給對象起別名
淺拷貝: 拷貝父對象，但是不會拷貝對象的內部的子對象。
深拷貝: 拷貝父對象. 以及其內部的子對象
在之前的文章中,提到可變對象和不可變對象,接下來也是以這兩者的區別進行展開
直接賦值
對於可變對象和不可變對象,將一個變數直接賦值給另外一個變數,兩者 id 值一致,其實本質上是將變數量綁定到對象的過程.
>>> a=1
>>> b=a
>>> id(a) == id(b)
True
>>> c="string"
>>> d=c
>>> id(c) == id(d)
True
>>> e=[1,2,3]
>>> f=e
>>> id(e)==id(f)
True
關於修改新變數的值,對原有變數會產生的影響,在可變對象和不可變對象 中也做了講述,這裡通過幾個例子,重新溫習一下
不可變對象
>>> x=1
>>> y=x
>>> id(x)==id(y)
True
>>> id(1)==id(y)
True
>>>>>> id(x)
1500143776
>>> y=y+1
>>> y
2
>>> x
1
>>> id(x)==id(y)
False
>>> id(y)
1500143808
>>> id(x)
1500143776
對於不可變對象,修改賦值後的新變數,不會對原有變數造成任何影響.為什麼出現這種現象呢?因為不可變對象一旦創建之後就不允許被改變.後面對 y 進行的操作,其實是重新創建一個對象並綁定的結果:
可變對象
>>> m=[1,2,3]
>>> n=m
>>> id(n)==id(m)
True
>>> id(m)
1772066764488
>>> id(n[0])
1772066764656
>>> n[0]=4
>>> n
[4, 2, 3]
>>> m
[4, 2, 3]
>>> id(n)==id(m)
True
>>> id(m)
1772066764488
對於可變對象,修改賦值後的變數,會對原有的變數造成影響,會導致其 value 值的改變,但是其 id 值保持不變
從上圖不難看出,這個時候的 id(n[0]) 的值,和未修改前的 id值應該不一樣,可以輸出看一下
>>>id(n[0])
1772066764752 # 最初沒有修改前是 1772066764656
n[0] 修改前後為什麼 id 值出現改變呢? 首先需要明確一點 n[0] 綁定的是一個不可變對象,在文章的最初提到,不可變對象一旦創建就不允許修改.顯然對 n[0] 進行修改,不能在綁定對象的記憶體上進行修改,那如何實現重新賦值呢?只能創建一個新的對象 4 ,然後將 n[0] 綁定到新的對象
淺拷貝和深拷貝
先看一下官方文檔的定義
The difference between shallow and deep copying is only relevant for compound objects (objects that contain other objects, like lists or
class instances).
A shallow copy constructs a new compound object and then (to the
extent possible) inserts the same objects into it that the
original contains.
A deep copy constructs a new compound object and then, recursively,inserts copies into it of the objects found in the original.
從文檔中不難看出,上面提到深拷貝和淺拷貝兩者區別在於在複合對象,那接下來也只討論複合對象.
淺拷貝
注意到官方文檔也提到對淺拷貝和深拷貝的定義,從上文中不難看出,淺拷貝構建一個複合對象,然後將原有複合對象包含的對象插入到新的複合對象中
從上圖不難看出,淺拷貝後,新複合對象包含的對象(可變或者不可變)的 id 值和原有對象包含的對象的 id 值相同
看一下具體例子:
>>> import copy
>>> a=[1,2,[3,4]]
>>> b=copy.copy(a)
>>> id(b[0])==id(a[0])
True
>>> id(b[2])==id(a[2])
True
>>> id(b[2][0])==id(a[2][0])
True
現在讓我們試著修改一下淺拷貝後的 b 的值,在修改前，可以先思考一下，如果修改 b[0] 可能會發生什麼？
由於 b[0] = 1，很顯然 1 屬於不可變對象，那麼根據對不可變變數修改的規則，則 b[0] 會綁定到新的變數上，而 a[0] 的由於沒有修改，則保持不變，真的是這樣嗎？讓我們驗證一下
>>> b[0]=5
>>> b
[5, 2, [3, 4]]
>>> a
[1, 2, [3, 4]]
接下來我們要嘗試修改一下 b[2]，由於 b[2] 綁定的對象是 list，屬於可變對象，按照上面說的可變對象修改的規則，則修改後的 b[2] 的 id 值保持不變，但是其 value 值會發生改變. 同樣的讓我們通過例子驗證一下
>>> id(b[2])
4300618568
>>> b[2][0]=6
>>> id(b[2])
4300618568
>>> b
[5, 2, [6, 4]]
>>> a
[1, 2, [6, 4]]
由於 b[2] 和 a[2] 綁定同一個可變對象，很顯然對 b[2] 的修改同樣會映射到 a[2] 上
深拷貝
深拷貝構建一個複合對象,然後遞歸的將原有複合包含的對象的副本插入到新的複合對象中
若上圖所示,深拷貝後,新的複合對象包含的對象,若對象為不可變對象,則 id 值保持不變,若對象為可變對象,則 id 值發生改變
看一個例子:
>>> import copy
>>> a=[1,2,[3,4]]
>>> b=copy.deepcopy(a)
>>> id(b[0])==id(a[0])
True
>>> id(b[2])==id(a[0])
False
>>> id(b[2][0])==id(a[2][0])
True
接下來讓我們修改一下變數 b，這裡就不在修改不可變對象 b[0] 和 b[1] 了,因為結果很明顯，對 a 不會產生任何影響，我們來修改 b[2]，那麼修改 b[2] 會對 a[2] 產生影響嗎？很明顯答案是不會，因為深拷貝就相當於克隆出了一個全新的個體，兩者不再有任何關係
>>> b[2][0]=5
>>> b
[1, 2, [5, 4]]
>>> a
[1, 2, [3, 4]]
