前言
- Python 中不存在值傳遞，一切傳遞的都是對象的引用，也可以認為是傳址
- 這里會講三個概念：對象賦值、淺拷貝、深拷貝
名詞解釋
- 變量：存儲對象的引用
- 對象：會被分配一塊內存，存儲實際的數據，比如字符串、數字、列表
- 引用：變量指向對象，可以理解為指針
實際的一種應用場景
- 有一個變量 a，存儲了一個值
- 此時想用另一個變量 b 暫時存儲變量 a 的值，以便后續使用
- 然后繼續修改變量 a 的值，但修改的時候並不想同步更改變量 b 的值
a=1 b=a a=2
對象賦值
- 賦值運算符詳解：https://www.cnblogs.com/poloyy/p/15083012.html
- Python 的賦值語句並不是創建一個新對象，只是創建了一個共享原始對象引用的新變量
不可變對象的賦值
a = 1 b = a print(a, b) a += 2 print(a, b) print("a id:", id(a)) print("b id:", id(b)) # 輸出結果 1 1 2 1 a id: 4564097808 b id: 4564097776
- 修改變量 a 的值，不會同步修改變量 b 的值
- 因為賦值操作 a += 2 后，變量 a 存儲的對象引用已經改變了
- 至於具體的原理，可以看看不可變對象、可變對象的詳解 https://www.cnblogs.com/poloyy/p/15073168.html
可變對象的賦值
a = [1, 2, 3] b = a print(a, b) a[1] = 22 print(a, b) print("a id:", id(a)) print("b id:", id(b)) # 輸出結果 [1, 2, 3] [1, 2, 3] [1, 22, 3] [1, 22, 3] a id: 4567683136 b id: 4567683136
- 修改 a 變量的值，會同步修改變量 b 的值，這不符合上面的說的實際應用場景
- 因為變量 a、b 指向的對象是可變對象，所以它們保存的對象引用都是一樣的
拷貝的誕生
- 那如果要讓可變對象也能滿足上述實際應用場景，要怎么做呢？
- 當然就是拷貝
- 而拷貝又分為淺拷貝、深拷貝，接下來會具體聊一聊兩種拷貝的區別
第一個重點總結
- 對於不可變對象來說，賦值操作其實就可以滿足上面說的實際應用場景
- 所以！后面要講的淺拷貝、深拷貝對於不可變對象來說，和賦值操作是一樣的效果！
- 記住！淺拷貝、深拷貝只針對可變對象，即列表、集合、字典！
copy 模塊
Python 提供了 copy 模塊，包含了淺拷貝、深拷貝函數
from copy import copy, deepcopy # 淺拷貝 copy(x) # 深拷貝 deepcopy(x)
淺拷貝
一句話概括：淺拷貝會創建一個新對象，該新對象存儲原始元素的引用
淺拷貝后的值是相同的
- 將列表賦值給變量 old_list
- 通過 copy() 方法對 old_list 變量指向的對象進行淺拷貝，並賦值給新變量 new_list
- 因為是對象進行拷貝，所以 new_list 和 old_list 存儲的值是相同的
import copy old_list = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]] new_list = copy.copy(old_list) print("Old list:", old_list) print("New list:", new_list) # 輸出結果 Old list: [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]] New list: [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
淺拷貝后的會產生一個新的對象
- 雖然 old_list 和 new_list 存儲的值是相同的，但淺拷貝的操作是產生了一個新的對象
- 所以 old_list 和 new_list 指向的對象並不是同一個
import copy old_list = [[1, 2], [3, 4]] new_list = copy.copy(old_list) old_list.append([5, 6]) print("Old list:", old_list, "id is :", id(old_list)) print("New list:", new_list, "id is :", id(new_list)) # 輸出結果 Old list: [[1, 2], [3, 4], [5, 6]] id is : 4366240704 New list: [[1, 2], [3, 4]] id is : 4366246720
可以看到內存地址是不同的，所以給 old_list 新增一個元素並不會同步讓 new_list 也新增
原理圖
- 淺拷貝生成了一個新對象，然后賦值給 new_list
- new_list、old_list 指向的列表對象不是同一個，但值相同
- 重點：對於列表對象中的元素，淺拷貝產生的新對象只存儲原始元素的引用（內存地址），所以兩個列表對象的元素的引用都指向同一個內存地址
那為什么要深拷貝呢？
修改列表內的不可變對象元素
上面的栗子是直接添加元素，來看看修改元素會怎么樣
# 不可變元素 import copy old_list = [1, 2, "string", (1, 2,)] new_list = copy.copy(old_list) old_list[1] += 22 old_list[2] += "s" old_list[3] += (3,) print("Old list:", old_list) print("New list:", new_list) # 輸出結果 Old list: [1, 24, 'strings', (1, 2, 3)] New list: [1, 2, 'string', (1, 2)]
修改 old_list 的三種不可變對象元素，均不會同步給 new_list
修改不可變對象的原理圖
修改列表內的可變對象元素
# 可變元素 import copy old_list = [[1, 2], [3, 4]] new_list = copy.copy(old_list) old_list[0][0] += 99 old_list[1][0] += 97 print("Old list:", old_list, "old list id:", id(old_list), " old list[0] id:", id(old_list[0])) print("new list:", new_list, "new list id:", id(new_list), " new list[0] id:", id(new_list[0])) # 輸出結果 Old list: [[100, 2], [100, 4]] old list id: 4430308096 old list[0] id: 4430302400 new list: [[100, 2], [100, 4]] new list id: 4430308416 new list[0] id: 4430302400
從輸出結果看到
- 兩個變量保存了不同的對象引用
- 但是可變對象元素的內存地址仍然是同一個
修改可變對象的原理圖
總結
- 修改可變對象是在原始對象上直接操作的
- 淺拷貝產生的新對象存儲的仍然是原始對象的內存地址
- 所以修改可變對象的時候，新對象的值也會被同步修改，因為新舊列表對象的元素的引用是指向同一個內存地址
- 當修改可變對象的時候，不滿足一開始說的實際應用場景，所以誕生了深拷貝
深拷貝
- 創建一個新對象，且存儲的對象引用也是新的
- 深，意味着會把所有子元素對象也復制生成一個新對象
栗子一
# 深拷貝 old_list = [[1, 2], [3, 4]] new_list = copy.deepcopy(old_list) old_list[0][0] += 99 old_list[1][0] += 97 print("Old list:", old_list, "old list id:", id(old_list), " old list[0] id:", id(old_list[0])) print("new list:", new_list, "new list id:", id(new_list), " new list[0] id:", id(new_list[0])) # 輸出結果 Old list: [[100, 2], [100, 4]] old list id: 4430308480 old list[0] id: 4430211392 new list: [[1, 2], [3, 4]] new list id: 4430308096 new list[0] id: 4430308864
從輸出結果看到
- 兩個變量保存了不同的對象引用
- 可變對象元素（子對象）的內存地址也是不同的
栗子二
假設是一個三維列表呢
# 深拷貝-三維數組 old_list = [[1, [10, 9]], [3, 4]] new_list = copy.deepcopy(old_list) old_list[0][1][0] += 90 print("Old list:", old_list) print("New list:", new_list) # 輸出結果 Old list: [[1, [100, 9]], [3, 4]] New list: [[1, [10, 9]], [3, 4]]
兩個變量依舊是獨立的
深拷貝原理圖
淺拷貝的多種實現方式
https://www.cnblogs.com/poloyy/p/15086511.html
面試題：淺拷貝、深拷貝的區別
- 淺拷貝和深拷貝只有在可變對象才會生效，不可變對象的賦值操作、淺拷貝、深拷貝的效果是一樣的
- 淺拷貝會將對象復制生成一個新對象，但新對象仍然存儲原始對象的引用，當原始對象是可變對象，然后修改它的值時，新舊對象會同時改變
- 深拷貝不僅會將對象復制生成一個新對象，且所有原始對象都會復制生成新對象，即使原始對象是可變對象，新對象存儲的對象引用也是新的，所以改變舊對象的可變對象時，不會影響新對象