Python對象的拷貝

Python賦值操作或函數(shù)參數(shù)傳遞抒痒,傳遞的永遠(yuǎn)是對象引用(即內(nèi)存地址)杉允,而不是對象內(nèi)容膳犹。在Python中一切皆對象,對象又分為可變(mutable)和不可變(immutable)兩種類型蜂林。對象拷貝是指在內(nèi)存中創(chuàng)建新的對象遥诉,產(chǎn)生新的內(nèi)存地址。當(dāng)頂層對象和它的子元素對象全都是immutable不可變對象時噪叙,不存在被拷貝矮锈,因為沒有產(chǎn)生新對象。淺拷貝(Shallow Copy)睁蕾,拷貝頂層對象苞笨,但不會拷貝內(nèi)部的子元素對象。深拷貝(Deep Copy)子眶,遞歸拷貝頂層對象瀑凝,以及它內(nèi)部的子元素對象。

  • 可變對象與不可變對象
  • copy模塊
  • 其它拷貝方法

一臭杰、可變對象與不可變對象

Python中一切皆對象粤咪,對象就像一個塑料盒子, 里面裝的是數(shù)據(jù)渴杆。對象有不同類型射窒,例如布爾型和整型,類型決定了可以對它進(jìn)行的操作〗埽現(xiàn)實生活中的"陶器"會暗含一些信息(例如它可能很重且易碎,注意不要掉到地上)蝌麸。

對象的類型還決定了它裝著的數(shù)據(jù)是允許被修改的變量(可變的mutable)還是不可被修改的常量(不可變的immutable)点寥。你可以把不可變對象想象成一個透明但封閉的盒子:你可以看到里面裝的數(shù)據(jù),但是無法改變它来吩。類似地敢辩,可變對象就像一個開著口的盒子蔽莱,你不僅可以看到里面的數(shù)據(jù),還可以拿出來修改它戚长,但你無法改變這個盒子本身盗冷,即你無法改變對象的類型。

  • mutable : 可變對象同廉,如List仪糖、Dict
  • immutable : 不可變對象,如Number迫肖、String锅劝、Tuple、Frozenset

注意: Python賦值操作或函數(shù)參數(shù)傳遞蟆湖,傳遞的永遠(yuǎn)是對象引用(即內(nèi)存地址)故爵,而不是對象內(nèi)容

In [1]: a = 1

In [2]: b = a

In [3]: id(a)
Out[3]: 9164864

In [4]: id(b)
Out[4]: 9164864

In [5]: b += 1

In [6]: a
Out[6]: 1

In [7]: b
Out[7]: 2

In [8]: id(a)  # 對象引用a還是指向Number對象1
Out[8]: 9164864

In [9]: id(b)  # 對象引用b指向了Number對象2
Out[9]: 9164896

Python會緩存使用非常頻繁的小整數(shù)-5至256、ISO/IEC 8859-1單字符隅津、只包含大小寫英文字母的字符串诬垂,以對其復(fù)用,不會創(chuàng)建新的對象:

1. 不會創(chuàng)建新對象
In [1]: a = 10

In [2]: b = 10

In [3]: id(a)
Out[3]: 9165152

In [4]: id(b)
Out[4]: 9165152

In [5]: a = '@'

In [6]: b = '@'

In [7]: id(a)
Out[7]: 139812844740424

In [8]: id(b)
Out[8]: 139812844740424

In [9]: a = 'HELLOWORLDhelloworld'

In [10]: b = 'HELLOWORLDhelloworld'

In [11]: id(a)
Out[11]: 139812785036792

In [12]: id(b)
Out[12]: 139812785036792
2. 會創(chuàng)建新的對象
In [1]: a = 1000

In [2]: b = 1000

In [3]: id(a)
Out[3]: 140528314730384

In [4]: id(b)
Out[4]: 140528314731824

In [5]: a = 'x*y'

In [6]: b = 'x*y'

In [7]: id(a)
Out[7]: 139897777405880

In [8]: id(b)
Out[8]: 139897777403808

In [9]: a = 'Hello World'

In [10]: b = 'Hello World'

In [11]: id(a)
Out[11]: 139897789146096

In [12]: id(b)
Out[12]: 139897789179568

二伦仍、copy模塊

對象拷貝是指在內(nèi)存中創(chuàng)建新的對象结窘,產(chǎn)生新的內(nèi)存地址。

  • 淺拷貝只拷貝最外層對象呢铆,深拷貝還會遞歸拷貝內(nèi)層對象
  • 無論是淺拷貝還是深拷貝晦鞋,只拷貝mutable可變對象成為一個新對象,而immutable不可變對象還是原來的那個
  • 當(dāng)頂層對象和它的子元素對象全都是immutable不可變對象時棺克,因為沒有產(chǎn)生新對象悠垛,所以不存在被拷貝

2.1淺拷貝

淺拷貝(Shallow Copy),拷貝頂層對象娜谊,但不會拷貝內(nèi)部的子元素對象确买。
2.1.1. 頂層是mutable,子元素全是immutable
當(dāng)頂層對象是mutable可變對象纱皆,但是它的子元素對象全都是immutable不可變對象時湾趾,如[1, 'world', 2]

① 創(chuàng)建列表對象并賦值給變量a

In [1]: a = [1, 'world', 2]

In [2]: [ id(item) for item in a ]
Out[2]: [9164864, 140104749066928, 9164896]

In [3]: id(a)
Out[3]: 140104759916040

② 導(dǎo)入copy模塊,使用copy.copy()函數(shù)淺拷貝a派草,并賦值給變量b

In [4]: import copy

In [5]: b = copy.copy(a)

In [6]: b
Out[6]: [1, 'world', 2]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 140104749066928, 9164896]

In [8]: id(b)
Out[8]: 140104760027784

③ 修改變量a的子元素a[0] = 3搀缠,由于整數(shù)是不可變對象,所以并不是修改1變?yōu)?近迁,而是更改a[0]指向?qū)ο?

In [9]: a[0] = 3

In [10]: a
Out[10]: [3, 'world', 2]

In [11]: b
Out[11]: [1, 'world', 2]

In [12]: [ id(item) for item in a ]
Out[12]: [9164928, 140104749066928, 9164896]

In [13]: [ id(item) for item in b ]
Out[13]: [9164864, 140104749066928, 9164896]

2.1.2. 頂層是mutable艺普,子元素部分immutable

當(dāng)頂層對象是mutable可變對象,但子元素也存在mutable可變對象時,如[1, 2, ['hello','world']]

① 淺拷貝copy.copy()只拷貝了頂層對象歧譬,沒有拷貝子元素對象['hello','world']岸浑,即a[2]和b[2]指向同一個列表對象

In [1]: a = [1, 2, ['hello','world']]

In [2]: import copy

In [3]: b = copy.copy(a)

In [4]: id(a)
Out[4]: 139770596269064

In [5]: id(b)
Out[5]: 139770596639368

In [6]: [ id(item) for item in a ]
Out[6]: [9164864, 9164896, 139770596304840]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 9164896, 139770596304840]

In [8]: [ id(item) for item in a[2] ]
Out[8]: [139770585378520, 139770585378408]

In [9]: [ id(item) for item in b[2] ]
Out[9]: [139770585378520, 139770585378408]

② 修改a[2][1] = 'china',則b[2][1] = 'china'

In [10]: a[2][1] = 'china'

In [11]: a
Out[11]: [1, 2, ['hello', 'china']]

In [12]: b
Out[12]: [1, 2, ['hello', 'china']]

In [13]: [ id(item) for item in a[2] ]
Out[13]: [139770585378520, 139770584993552]

In [14]: [ id(item) for item in b[2] ]
Out[14]: [139770585378520, 139770584993552]

2.1.3. 頂層是immutable瑰步,子元素全是immutable

當(dāng)頂層對象是immutable不可變對象矢洲,同時它的子元素對象也全都是immutable不可變對象時,如(1, 2, 3)

In [1]: a = (1, 2, 3)

In [2]: import copy

In [3]: b =  copy.copy(a)

In [4]: id(a)
Out[4]: 139664680010016

In [5]: id(b)
Out[5]: 139664680010016

In [6]: [ id(item) for item in a ]
Out[6]: [9164864, 9164896, 9164928]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 9164896, 9164928]

變量a與變量b指向的是同一個元組對象缩焦,沒有拷貝

2.1.4. 頂層是immutable读虏,子元素部分mutable

當(dāng)頂層對象是immutable不可變對象時,但子元素存在mutable可變對象時舌界,如(1, 2, ['hello','world'])

In [1]: a = (1, 2, ['hello','world'])

In [2]: import copy

In [3]: b = copy.copy(a)

In [4]: id(a)
Out[4]: 139650704096640

In [5]: id(b)
Out[5]: 139650704096640

In [6]: [ id(item) for item in a ]
Out[6]: [9164864, 9164896, 139650704068680]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 9164896, 139650704068680]

In [8]: [ id(item) for item in a[2] ]
Out[8]: [139650692293328, 139650692293216]

In [9]: [ id(item) for item in b[2] ]
Out[9]: [139650692293328, 139650692293216]

In [10]: a[2][1] = 'china'

In [11]: a
Out[11]: (1, 2, ['hello', 'china'])

In [12]: b
Out[12]: (1, 2, ['hello', 'china'])

變量a與變量b指向的是相同的元組對象掘譬,并且a[2]與b[2]指向同一個列表,所以修改a[2][1]會影響b[2][1]

2.2. 深拷貝

深拷貝(Deep Copy)呻拌,遞歸拷貝頂層對象葱轩,以及它內(nèi)部的子元素對象

2.2.1. 頂層是mutable,子元素全是immutable

當(dāng)頂層對象是mutable可變對象藐握,但是它的子元素對象全都是immutable不可變對象時靴拱,如[1, 'world', 2]

In [1]: a = [1, 'world', 2]

In [2]: import copy

In [3]: b = copy.deepcopy(a)

In [4]: id(a)
Out[4]: 140664823442376

In [5]: id(b)
Out[5]: 140664823349192

In [6]: [ id(item) for item in a ]
Out[6]: [9164864, 140664823391544, 9164896]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 140664823391544, 9164896]

In [8]: a[0] = 3

In [9]: a
Out[9]: [3, 'world', 2]

In [10]: b
Out[10]: [1, 'world', 2]

In [11]: [ id(item) for item in a ]
Out[11]: [9164928, 140664823391544, 9164896]

In [12]: [ id(item) for item in b ]
Out[12]: [9164864, 140664823391544, 9164896]

變量a與變量b指向不同的列表對象,修改a[0]只是將列表a的第一個元素重新指向新對象猾普,不會影響b[0]

2.2.2. 頂層是mutable袜炕,子元素部分mutable

當(dāng)頂層對象是mutable可變對象,但子元素也存在mutable可變對象時初家,如[1, 2, ['hello','world']]

In [1]: a = [1, 2, ['hello','world']]

In [2]: import copy

In [3]: b = copy.deepcopy(a)

In [4]: id(a)
Out[4]: 140531593252104

In [5]: id(b)
Out[5]: 140531593479304

In [6]: [ id(item) for item in a ]
Out[6]: [9164864, 9164896, 140531593299016]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 9164896, 140531593324232]

In [8]: [ id(item) for item in a[2] ]
Out[8]: [140531582302896, 140531582302784]

In [9]: [ id(item) for item in b[2] ]
Out[9]: [140531582302896, 140531582302784]
In [10]: a[2][1] = 'china'

In [11]: a
Out[11]: [1, 2, ['hello', 'china']]

In [12]: b
Out[12]: [1, 2, ['hello', 'world']]

In [13]: [ id(item) for item in a[2] ]
Out[13]: [140531582302896, 140531581905808]

In [14]: [ id(item) for item in b[2] ]
Out[14]: [140531582302896, 140531582302784]
image.png

深拷貝既拷貝了頂層對象偎窘,又遞歸拷貝了子元素對象,所以a[2]與b[2]指向了兩個不同的列表對象(但是列表對象的子元素初始指定的字符串對象一樣)溜在,修改a[2][1] = 'china'后陌知,它重新指向了新的字符串對象(內(nèi)存地址為140531581905808),不會影響到b[2][1]

2.2.3. 頂層是immutable掖肋,子元素全是immutable

當(dāng)頂層對象是immutable不可變對象仆葡,同時它的子元素對象也全都是immutable不可變對象時,如(1, 2, 3)

In [1]: a = (1, 2, 3)

In [2]: import copy

In [3]: b = copy.deepcopy(a)

In [4]: id(a)
Out[4]: 140021832303960

In [5]: id(b)
Out[5]: 140021832303960

In [6]: [ id(item) for item in a ]
Out[6]: [9164864, 9164896, 9164928]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 9164896, 9164928]

變量a與變量b指向的是同一個元組對象志笼,不存在拷貝

2.2.4. 頂層是immutable沿盅,子元素部分mutable

當(dāng)頂層對象是immutable不可變對象時,但子元素存在mutable可變對象時纫溃,如(1, 2, ['hello','world'])

In [1]: a = (1, 2, ['hello','world'])

In [2]: import copy

In [3]: b = copy.deepcopy(a)

In [4]: id(a)
Out[4]: 140437037631672

In [5]: id(b)
Out[5]: 140437085244440

In [6]: [ id(item) for item in a ]
Out[6]: [9164864, 9164896, 140437036297096]

In [7]: [ id(item) for item in b ]
Out[7]: [9164864, 9164896, 140437036357960]

In [8]: [ id(item) for item in a[2] ]
Out[8]: [140437024839640, 140437024839528]

In [9]: [ id(item) for item in b[2] ]
Out[9]: [140437024839640, 140437024839528]

In [10]: a[2][1] = 'china'

In [11]: a
Out[11]: (1, 2, ['hello', 'china'])

In [12]: b
Out[12]: (1, 2, ['hello', 'world'])

In [13]: [ id(item) for item in a[2] ]
Out[13]: [140437024839640, 140437016189336]

In [14]: [ id(item) for item in b[2] ]
Out[14]: [140437024839640, 140437024839528]

變量a與變量b指向的是不同的元組對象腰涧,同時a[2]與b[2]指向不同的列表對象,所以修改a[2][1]不會影響b[2][1]

3. 其它拷貝方法

3.1. 列表的復(fù)制

In [1]: a = [1, 2, 3]

In [2]: b = a

In [3]: b
Out[3]: [1, 2, 3]

In [4]: a[0] = 'wangy'

In [5]: a
Out[5]: ['wangy', 2, 3]

In [6]: b
Out[6]: ['wangy', 2, 3]

使用=是賦值紊浩,即將列表對象的引用也賦值給變量b窖铡,可以將列表對象想像成一個盒子揍很,變量a相當(dāng)于這個盒子上的標(biāo)簽,執(zhí)行b = a后万伤,相當(dāng)于再在這個盒子上貼上b標(biāo)簽,a和b實際上指向的是同一個對象呜袁。因此敌买,無論我們是通過a還是通過b來修改列表的內(nèi)容,其結(jié)果都會作用于雙方阶界。

列表的復(fù)制都相當(dāng)于淺拷貝效果虹钮,有以下三種方式:

  • 列表的copy()函數(shù)
  • list()轉(zhuǎn)換函數(shù)
  • 列表分片[:]
In [1]: a = [1, 2, ['hello','world']]

In [2]: b = a.copy()

In [3]: c = list(a)

In [4]: d = a[:]

In [5]: id(a), id(b), id(c), id(d)
Out[5]: (140277244933640, 140277244846856, 140277323038536, 140277244767944)

In [6]: a[0] = 100

In [7]: a[2][1] = 'wangy'

In [8]: a
Out[8]: [100, 2, ['hello', 'wangy']]

In [9]: b
Out[9]: [1, 2, ['hello', 'wangy']]

In [10]: c
Out[10]: [1, 2, ['hello', 'wangy']]

In [11]: d
Out[11]: [1, 2, ['hello', 'wangy']]

b/c/d都是a的復(fù)制,它們都指向了不同的列表對象膘融,但是沒有拷貝子元素芙粱,a[2]和b[2]/c[2]/d[2]指向同一個列表,相當(dāng)于淺拷貝的效果

3.2. 元組的復(fù)制

In [1]: a = (1, 2, ['hello','world'])

In [2]: b = a[:]

In [3]: id(a), id(b)
Out[3]: (140146192445512, 140146192445512)

In [4]: a
Out[4]: (1, 2, ['hello', 'world'])

In [5]: b
Out[5]: (1, 2, ['hello', 'world'])

In [6]: a[2][1] = 'wangy'

In [7]: a
Out[7]: (1, 2, ['hello', 'wangy'])

In [8]: b
Out[8]: (1, 2, ['hello', 'wangy'])

使用分片[:]操作氧映,a和b其實是指向同一個元組春畔,而且沒有拷貝子元素,a[2]和b[2]也指向同一個列表岛都,相當(dāng)于淺拷貝的效果

3.3. 字典的復(fù)制

同列表類似律姨,可以使用字典的copy()函數(shù)或者轉(zhuǎn)換函數(shù)dict()

In [1]: a = {'name': 'wangy', 'age': 18, 'jobs': ['devops', 'dba']}

In [2]: b = a.copy()

In [3]: c = dict(a)

In [4]: id(a), id(b), id(c)
Out[4]: (139653533041504, 139653544192616, 139653533040712)

In [5]: a['age'] = 20

In [6]: a['jobs'].append('python')

In [7]: a
Out[7]: {'name': 'wangy', 'age': 20, 'jobs': ['devops', 'dba', 'python']}

In [8]: b
Out[8]: {'name': 'wangy', 'age': 18, 'jobs': ['devops', 'dba', 'python']}

In [9]: c
Out[9]: {'name': 'wangy', 'age': 18, 'jobs': ['devops', 'dba', 'python']}

變量a與變量b/c指向不同的字典,但是沒有拷貝子元素臼疫,a['jobs']和b['jobs']/c['jobs']指定同一個列表择份,相當(dāng)于淺拷貝的效果

3.4. 集合的復(fù)制

同列表類似,可以使用集合的copy()函數(shù)或者轉(zhuǎn)換函數(shù)set()

In [1]: a = {1, 2, 3}

In [2]: b = a.copy()

In [3]: c = set(a)

In [4]: id(a), id(b), id(c)
Out[4]: (139965317888712, 139965317888936, 139965317889608)

In [5]: a.add('wangy')

In [6]: a
Out[6]: {1, 2, 3, 'wangy'}

In [7]: b
Out[7]: {1, 2, 3}

In [8]: c
Out[8]: {1, 2, 3}

變量a與變量b/c指向不同的集合烫堤,而集合的元素必須是hashable荣赶,所以修改集合a不會影響到b/c

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
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  • 那天,我揣著相機(jī)與錄音琴儿,去河邊找鬼段化。 笑死,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛造成,可吹牛的內(nèi)容都是我干的显熏。 我是一名探鬼主播,決...
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  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
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  • 正文 我和宋清朗相戀三年燥狰,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了棘脐。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
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