Python可变对象与不可变对象的浅拷贝与深拷贝

news2024/11/25 11:53:19

前言

本文主要介绍了python中容易面临的考试点和犯错点,即浅拷贝与深拷贝

首先,针对Python中的可变对象来说,例如列表,我们可以通过以下方式进行浅拷贝和深拷贝操作:

import copy

a = [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]

b = a                 # 赋值,将变量a赋值给变量b
c = a.copy()          # 浅拷贝, 或者 c = copy.copy(a)
d = copy.deepcopy(a)  # 深拷贝

print(a)              # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
print(b)              # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
print(c)              # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
print(d)              # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]

我们可以发现,赋值、浅拷贝和深拷贝后的变量的值是一样的,但他们的“内部”真的一样吗?
本文就是回答这个问题的

参考

本文主要参考了哔哩哔哩视频:十分钟!彻底弄懂Python深拷贝与浅拷贝机制

是视频里,up主推荐了一个神奇,即pythontutor

列表(list)

结论

为了探究前言中提到的a,b,c,d是个变量是否真的一样,我们借助pythontutor来进行可视化,从内存的角度来进行探究
在这里插入图片描述
结论:

赋值:变量b和a是完全一样的,即他们完全共享同一个内存空间,a变,b也会跟着变。
浅拷贝:变量c只有跟a共享第二级的列表,而不共享第一级列表的内容,即改变a的第一层列表内容,c不会变,而改变a第二层列表的内容,c就会跟着变了。
深拷贝:变量d和a完全不共享任何内存,d完全是新开辟了一个新的空间,即可认为d和a是完全没有关系的,改变a或者d都不会影响对方。

测试

import copy

a = [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
b = a
c = copy.copy(a)
d = copy.deepcopy(a)

print('a:', a)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
print('b:', b)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
print('c:', c)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
print('d:', d)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]

a.append(5)
a[4].append('c')

print('a:', a)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c'], 5]
print('b:', b)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c'], 5]
print('c:', c)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c']]
print('d:', d)  # [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]

结果:
在这里插入图片描述
这里的结果也不用多解释了,完全符合前面的结论

元组(tuple)

由于元组是不可变对象,那它的浅拷贝与深拷贝会一样吗?例如:

import copy

a = (1, 2, 3, 4, ('a', 'b'))
b = a
c = copy.copy(a)
d = copy.deepcopy(a)

print('a:', a)
print('b:', b)
print('c:', c)
print('d:', d)

还是直接去看内存空间
在这里插入图片描述
结论:

对于元组来说,赋值、浅拷贝与深拷贝没有区别,都共享同一个内存,这也很好理解,因为元组是不可变对象,是无法对变量a进行修改的

列表与元组混合

列表里面嵌套元组

import copy

a = [1, 2, 3, 4, ('a', 'b')]
b = a
c = copy.copy(a)
d = copy.deepcopy(a)

print('a:', a)
print('b:', b)
print('c:', c)
print('d:', d)

内存情况:
在这里插入图片描述
结论:

就算是深拷贝,元组部分都是共享内存的

元组里面嵌套列表

import copy

a = (1, 2, 3, 4, ['a', 'b'])
b = a
c = copy.copy(a)
d = copy.deepcopy(a)

print('a:', a)
print('b:', b)
print('c:', c)
print('d:', d)

内存情况:
在这里插入图片描述
结论:

完全同列表的情况

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