Python 深拷贝和浅拷贝详解

import logging  

一、深拷贝和浅拷贝概念理解

1、浅拷贝，指的是重新分配一块内存，创建一个新的对象，但里面的元素是原对象中各个子对象的引用。

2、深拷贝，是指重新分配一块内存，创建一个新的对象，并且将原对象中的元素，以递归的方式，通过创建新的子对象拷贝到新对象中。因此，新对象和原对象没有任何关联。

3、对于不可变对象，深拷贝和浅拷贝的效果是一样的，因为不可变对象不需要在内存中复制

4、对于可变对象，深拷贝和浅拷贝的效果是有区别的，主要原因在于可变对象自身的可变性质

二、浅拷贝

浅拷贝，为新变量重新分配一块内存，和原来变量的内存不一样，但浅拷贝完，两个变量中的元素的值是一样的。

切片操作符 ‘:’ 不能用于字典和集合完成浅拷贝

浅拷贝是创建一个新对象，该对象的内容是原始对象的引用。换句话说，新对象与原始对象共享内存中的某些部分。当对其中一个对象进行更改时，另一个对象也会受到影响。浅拷贝可以通过切片操作符（[:]）或使用copy模块中的copy()函数来实现。

1、使用数据类型本身的构造器（list() dict() set() 等）

list1 = [1, 2, 3]
list2 = list(list1)
print(list2)
print("list1==list2 ?",list1==list2) # list1==list2 ? True
print("list1 is list2 ?",list1 is list2) # list1 is list2 ? False
 
set1= set([1, 2, 3])
set2 = set(set1)
print(set2)
print("set1==set2 ?",set1==set2)
print("set1 is set2 ?",set1 is set2)
 
dict1 = {1:[1,'w'], 2:0, 3:98}
dict2 = dict(dict1)
print(dict2)
print("dict1 == dict2 ?",dict1 == dict2)
print("dict1 is dict2 ?",dict1 is dict2)

2、对于可变的序列，还可以通过切片操作符 : 来完成浅拷贝

list1 = [1, 2, 3]
list2 = list1[:]
print(list2)
print("list1 == list2 ?",list1 == list2)
print("list1 is list2 ?",list1 is list2)
 
[1, 2, 3]
list1 == list2 ? True
list1 is list2 ? False

3、Python 还提供了对应的函数 copy.copy() 函数，适用于任何数据类型

import copy
 
list1 = [1, 2, 3]
list2 = copy.copy(list1)
print(list2)
print("list1 == list2 ?",list1 == list2)
print("list1 is list2 ?",list1 is list2)
 
set1 = {1, 2, 3}
set2 = copy.copy(set1)
print(set2)
print("set1 == set2 ?",set1 == set2)
print("set1 is set2 ?",set1 is set2)
 
dict1 = {1:'xiaoming', 2:'xiahua',3:'xiaoli'}
dict2 = dict(dict1)
print(dict2)
print("dict1 == dict2 ?",dict1 == dict2)
print("dict1 is dict2 ?",dict1 is dict2)

4、对于元组，使用 tuple() 或者切片操作符 ‘:’ 不会创建一份浅拷贝，相反它会返回一个指向相同元组的引用

tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = tuple(tuple1)
print(tuple2)  # (1, 2, 3)
print("tuple1 == tuple2 ?",tuple1 == tuple2) # tuple1 == tuple2 ? True
print("tuple1 is tuple2 ?",tuple1 is tuple2) # tuple1 is tuple2 ? True
 
tuple1 = (1, 2, 3)
tuple2 = tuple1[:]
print(tuple2) # (1, 2, 3)
print("tuple1 == tuple2 ?",tuple1 == tuple2) # tuple1 == tuple2 ? True
print("tuple1 is tuple2 ?",tuple1 is tuple2) # tuple1 is tuple2 ? True

对字符串使用 str() 或者切片操作符 ‘:’，原理和 元组相同。

也就是说，对字符串和元组使用 copy（）、[:]、本身的构造器完成的复制，都只是开辟了内存存储原对象的引用，而不是存储原对象的子对象的引用。

三、深拷贝

Python 中以 copy.deepcopy() 来实现对象的深度拷贝

深拷贝会创建一个新对象，并且递归地复制原始对象及其内容，而不仅仅是引用。深拷贝不共享任何内存地址，因此对其中一个对象的更改不会影响另一个对象。

import copy
 
list1 = [[1, 2], (30, 40)]
list2 = copy.deepcopy(list1)  # 深拷贝
list3 = copy.copy(list1)     # 浅拷贝
 
list1[0].append(100)   # 子元素添加值
print("list1:", list1)  # list1 变
print("list2:", list2)  # 深拷贝以后和list1没有关系，list2不变
print("list3:", list3)  # 浅拷贝是存储原对象的子对象的引用，所以跟着改变