圖解python中賦值、淺拷貝、深拷貝的區別

Python中，對象的賦值，拷貝（深/淺拷貝）之間是有差異的，如果使用的時候不注意，就可能產生意外的結果。下面本文就通過簡單的例子介紹一下這些概念之間的差別。

對象賦值

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直接看一段代碼：

will = ["Will", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
wilber = will
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
 
will[0] = "Wilber"
will[2].append("CSS")
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]

代碼的輸出為：

下面來分析一下這段代碼：

• 首先，創建了一個名為will的變量，這個變量指向一個list對象，從第一張圖中可以看到所有對象的地址（每次運行，結果可能不同）
• 然后，通過will變量對wilber變量進行賦值，那么wilber變量將指向will變量對應的對象（內存地址），也就是說”wilber is will”，”wilber[i] is will[i]”

可以理解為，Python中，對象的賦值都是進行對象引用（內存地址）傳遞

• 第三張圖中，由於will和wilber指向同一個對象，所以對will的任何修改都會體現在wilber上

這里需要注意的一點是，str是不可變類型，所以當修改的時候會替換舊的對象，產生一個新的地址39758496

淺拷貝

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下面就來看看淺拷貝的結果：

import copy
 
will = ["Will", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
wilber = copy.copy(will)
 
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
 
will[0] = "Wilber"
will[2].append("CSS")
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]

代碼結果為：

分析一下這段代碼：

• 首先，依然使用一個will變量，指向一個list類型的對象
• 然后，通過copy模塊里面的淺拷貝函數copy()，對will指向的對象進行淺拷貝，然后淺拷貝生成的新對象賦值給wilber變量

淺拷貝會創建一個新的對象，這個例子中”wilber is not will”
但是，對於對象中的元素，淺拷貝就只會使用原始元素的引用（內存地址），也就是說”wilber[i] is will[i]”

• 當對will進行修改的時候

由於list的第一個元素是不可變類型，所以will對應的list的第一個元素會使用一個新的對象39758496
但是list的第三個元素是一個可不類型，修改操作不會產生新的對象，所以will的修改結果會相應的反應到wilber上

總結一下，當我們使用下面的操作的時候，會產生淺拷貝的效果：

• 使用切片[:]操作
• 使用工廠函數（如list/dir/set）
• 使用copy模塊中的copy()函數

深拷貝

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最后來看看深拷貝：

import copy
 
will = ["Will", 28, ["Python", "C#", "JavaScript"]]
wilber = copy.deepcopy(will)
 
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]
 
will[0] = "Wilber"
will[2].append("CSS")
print id(will)
print will
print [id(ele) for ele in will]
print id(wilber)
print wilber
print [id(ele) for ele in wilber]

代碼的結果為：

 

分析一下這段代碼：

• 首先，同樣使用一個will變量，指向一個list類型的對象
• 然后，通過copy模塊里面的深拷貝函數deepcopy()，對will指向的對象進行深拷貝，然后深拷貝生成的新對象賦值給wilber變量

跟淺拷貝類似，深拷貝也會創建一個新的對象，這個例子中”wilber is not will”
但是，對於對象中的元素，深拷貝都會重新生成一份（有特殊情況，下面會說明），而不是簡單的使用原始元素的引用（內存地址）
例子中will的第三個元素指向39737304，而wilber的第三個元素是一個全新的對象39773088，也就是說，”wilber[2] is not will[2]”

• 當對will進行修改的時候

由於list的第一個元素是不可變類型，所以will對應的list的第一個元素會使用一個新的對象39758496
但是list的第三個元素是一個可不類型，修改操作不會產生新的對象，但是由於”wilber[2] is not will[2]”，所以will的修改不會影響wilber

拷貝的特殊情況

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其實，對於拷貝有一些特殊情況：

• 對於非容器類型（如數字、字符串、和其他’原子’類型的對象）沒有拷貝這一說

也就是說，對於這些類型，”obj is copy.copy(obj)” 、”obj is copy.deepcopy(obj)”

如果元祖變量只包含原子類型對象，則不能深拷貝，看下面的例子

總結

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本文介紹了對象的賦值和拷貝，以及它們之間的差異：

• Python中對象的賦值都是進行對象引用（內存地址）傳遞
• 使用copy.copy()，可以進行對象的淺拷貝，它復制了對象，但對於對象中的元素，依然使用原始的引用.
• 如果需要復制一個容器對象，以及它里面的所有元素（包含元素的子元素），可以使用copy.deepcopy()進行深拷貝
• 對於非容器類型（如數字、字符串、和其他’原子’類型的對象）沒有被拷貝一說
• 如果元祖變量只包含原子類型對象，則不能深拷貝