Python的深拷贝和浅拷贝

浅拷贝

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。

常见的浅拷贝的方法，是使用数据类型本身的构造器，比如下面两个例子：

list1 = [1, 2, 3]
list2 = list(list1)
print(list2)
print("list1==list2 ?",list1==list2)
print("list1 is list2 ?",list1 is list2)

set1= set([1, 2, 3])
set2 = set(set1)
print(set2)
print("set1==set2 ?",set1==set2)
print("set1 is set2 ?",set1 is set2)

[1, 2, 3]
list1==list2 ? True
list1 is list2 ? False
{1, 2, 3}
set1==set2 ? True
set1 is set2 ? False

除此之外，Python 还提供了对应的函数 copy.copy() 函数，适用于任何数据类型。其用 法如下

import copy

list1 = [1, 2, 3]
list2 = copy.copy(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

对数据采用浅拷贝的方式时，如果原对象中的元素不可变，那倒无所谓；但如果元素可变， 浅拷贝通常会出现一些问题，例如

list1 = [[1, 2], (30, 40)]
list2 = list(list1)

list1.append(100)
print("list1:", list1)
print("list2:", list2)

list1[0].append(3)
print("list1:", list1)
print("list2:", list2)

list1[1] += (50, 60)
print("list1:", list1)
print("list2:", list2)

list1: [[1, 2], (30, 40), 100]
list2: [[1, 2], (30, 40)]
list1: [[1, 2, 3], (30, 40), 100]
list2: [[1, 2, 3], (30, 40)]
list1: [[1, 2, 3], (30, 40, 50, 60), 100]
list2: [[1, 2, 3], (30, 40)]

首先初始化了 list1 列表，包含一个列表和一个元组；然后对 list1 执行浅拷贝， 赋予 list2。因为浅拷贝里的元素是对原对象元素的引用，因此 list2 中的元素和 list1 指 向同一个列表和元组对象。 接着往下看，list1.append(100) 表示对 list1 的列表新增元素 100。这个操作不会对 list2 产生任何影响，因为 list2 和 list1 作为整体是两个不同的对象，并不共享内存地址。操作 过后 list2 不变，list1 会发生改变。 再来看，list1[0].append(3) 表示对 list1 中的第一个列表新增元素 3。因为 list2 是 list1 的浅拷贝，list2 中的第一个元素和 list1 中的第一个元素，共同指向同一个列表，因此 list2 中的第一个列表也会相对应的新增元素 3。 最后是 list1[1] += (50, 60)，因为元组是不可变的，这里表示对 list1 中的第二个元组拼 接，然后重新创建了一个新元组作为 list1 中的第二个元素，而 list2 中没有引用新元组， 因此 list2 并不受影响。 通过这个例子，你可以很清楚地看到使用浅拷贝可能带来的副作用。如果想避免这种副作用， 完整地拷贝一个对象，就需要使用深拷贝。

深拷贝

谓深拷贝，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

Python 中以 copy.deepcopy() 来实现对象的深度拷贝。比如上述例子写成下面的形式， 就是深度拷贝

import copy

list1 = [[1, 2], (30, 40)]
list2 = copy.deepcopy(list1)
list1.append(100)
print("list1:", list1)
print("list2:", list2)
list1[0].append(3)
print("list1:", list1)
print("list2:", list2)
list1[1] += (50, 60)
print("list1:", list1)
print("list2:", list2)

list1: [[1, 2], (30, 40), 100]
list2: [[1, 2], (30, 40)]
list1: [[1, 2, 3], (30, 40), 100]
list2: [[1, 2], (30, 40)]
list1: [[1, 2, 3], (30, 40, 50, 60), 100]
list2: [[1, 2], (30, 40)]

可以看到，无论 list1 如何变化，list2 都不变。因为此时的 list1 和 list2 完全独立，没 有任何联系