python 之 赋值跟拷贝(你真的了解吗)

python 之 赋值和拷贝(你真的了解吗)

现象:先上一段代码。

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

>>> a.append(5)
>>> print(a)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b'], 5]
>>> print(b)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b'], 5]
>>> print(c)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
>>> print(d)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]

>>> a[4].append('c')
>>> print(a)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c'], 5]
>>> print(b)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c'], 5]
>>> print(c)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c']]
>>> print(d)
[1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
######内存地址########

>>> id(a)
44350024
>>> id(b)
44350024
>>> id(c)
44410440
>>> id(d)
44410760

一、概念(原理)

  1、在详细的了解python中赋值、copy和deepcopy之前,我们还是要花一点时间来了解一下python内存中变量的存储情况。

  在高级语言中,变量是对内存及其地址的抽象。对于python而言,python的一切变量都是对象,变量的存储,采用了引用语义的方式,存储的只是一个变量的值所在的内存地址,而不是这个变量的只本身。

  2、赋值

   在python中,对象的赋值就是简单的对象引用,这点和C++不同。如下:

        list_a = [1,2,3,"hello",["python","C++"]]

   list_b = list_a

        这种情况下,list_b和list_a是一样的,他们指向同一片内存,list_b不过是list_a的别名,是引用。

        我们可以使用 list_b is list_a 来判断,返回true,表明他们地址相同,内容相同。也可使用id(x) for x in list_a, list_b 来查看两个list的地址。

        赋值操作(包括对象作为参数、返回值)不会开辟新的内存空间,它只是复制了新对象的引用。也就是说,除了list_b这个名字以外,没有其它的内存开销。

        修改了list_a,就影响了list_b;同理,修改了list_b就影响了list_a。

  3、浅拷贝

   浅拷贝会创建新对象,其内容是原对象的引用

        浅拷贝有三种形式:切片操作,工厂函数,copy模块中的copy函数

        比如对上述list_a,        

        切片操作:list_b = list_a[:]   或者 list_b = [each for each in list_a]

        工厂函数:list_b = list(list_a)

        copy函数:list_b = copy.copy(list_a)

        浅拷贝产生的list_b不再是list_a了,使用is可以发现他们不是同一个对象,使用id查看,发现它们也不指向同一片内存。但是当我们使用 id(x) for x in list_a 和 id(x) for x in list_b 时,可以看到二者包含的元素的地址是相同的。

        在这种情况下,list_a和list_b是不同的对象,修改list_b理论上不会影响list_a。比如list_b.append([4,5])。

        但是要注意,浅拷贝之所以称为浅拷贝,是它仅仅只拷贝了一层,在list_a中有一个嵌套的list,如果我们修改了它,情况就不一样了。

        list_a[4].append("C")。查看list_b,你将发现list_b也发生了变化。这是因为,你修改了嵌套的list。修改外层元素,会修改它的引用,让它们指向别的位置,修改嵌套列表中的元素,列表的地址并为发生变化,指向的都是同一个位置。

  4、深拷贝 

   深拷贝只有一种形式,copy模块中的deepcopy函数。

        和浅拷贝对应,深拷贝拷贝了对象的所有元素,包括多层嵌套的元素。因而,它的时间和空间开销要高。

        同样对list_a,若使用list_b = copy.deepcopy(list_a),再修改list_b将不会影响到list_a了。即使嵌套的列表具有更深的层次,也不会产生任何影响,因为深拷贝出来的对象根本就是一个全新的对象,不再与原来的对象有任何关联。

二、关于拷贝的警告  

  1、对于非容器类型,如数字,字符,以及其它“原子”类型,没有拷贝一说。产生的都是原对象的引用。

  2、如果元组变量值包含原子类型对象,即使采用了深拷贝,也只能得到浅拷贝。

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