淺談Python淺拷貝、深拷貝及引用機(jī)制
這禮拜碰到一些問(wèn)題,然后意識(shí)到基礎(chǔ)知識(shí)一段時(shí)間沒(méi)鞏固的話(huà),還是有遺忘的部分,還是需要溫習(xí),這里做份筆記,記錄一下
前續(xù)
先簡(jiǎn)單描述下碰到的題目,要求是寫(xiě)出2個(gè)print的結(jié)果

可以看到,a指向了一個(gè)列表list對(duì)象,在Python中,這樣的賦值語(yǔ)句,其實(shí)內(nèi)部含義是指a指向這個(gè)list所在內(nèi)存地址,可以看作類(lèi)似指針的概念。
而b,注意,他是把a(bǔ)對(duì)象包裹進(jìn)一個(gè)list,并且乘以5,所以b的樣子應(yīng)該是一個(gè)大list,里面元素都是a
而當(dāng)a對(duì)象進(jìn)行了append操作后,其實(shí),隱含的意思是,內(nèi)存中的這個(gè)list進(jìn)行了修改,所有對(duì)此對(duì)象進(jìn)行引用的對(duì)象,都會(huì)發(fā)生改變
我將a的id打印出來(lái),并且,同時(shí)打印b這個(gè)對(duì)象中所包含的元素a的id,這樣可以看到,在b這個(gè)list中,每個(gè)元素的id,和a是一樣的

我們可以看到,a對(duì)象的id(內(nèi)存地址)為10892296,雖然b把a(bǔ)包裹進(jìn)了新的list,但是,這個(gè)元素引用的,還是相同地址的對(duì)象,可以用下圖來(lái)解釋

之后,我們對(duì)a進(jìn)行了append操作,由于list是一個(gè)可變對(duì)象,所以,他的內(nèi)存地址并沒(méi)有改變,但是,對(duì)于內(nèi)存中這個(gè)地址的引用的所有對(duì)象,都會(huì)被一同改變可以從上面測(cè)試圖分割線(xiàn)下半部分看出來(lái).
由此,引出了對(duì)Python引用機(jī)制和淺復(fù)制及深復(fù)制的復(fù)習(xí)
Python的引用機(jī)制
引用機(jī)制案例1
由上面的例子,我們可以看到,python的引用傳遞,最終結(jié)果是讓2個(gè)對(duì)象都引用內(nèi)存中同一塊區(qū)域的內(nèi)容
所以我們來(lái)看一下下面的例子
B通過(guò)A,同樣引用了id為17446024的地址的內(nèi)容,2者的id(內(nèi)存地址)都是一毛一樣的
所以,通過(guò)A的操作 A[0]=3 或是 A[3].append(6) ,都會(huì)對(duì)這塊內(nèi)存中的內(nèi)容進(jìn)行修改(因?yàn)閘ist是可變對(duì)象,所以?xún)?nèi)存地址并不會(huì)改變,這個(gè)后面再講)
這個(gè)是最基本的引用案例 (另外說(shuō)句,由于A和B都指向了同一塊內(nèi)存地址,所以通過(guò)B修改的內(nèi)容,也能反映到A上面去)

引用機(jī)制案例2
我們?cè)賮?lái)看一個(gè)案例
看題目貌似是會(huì)把元素2替換成本身這個(gè)列表,結(jié)果也許應(yīng)該是 A=[1,[1,2,3],3]
但其實(shí)并不是??!你可以看到,紅框中部分,中間有無(wú)限多個(gè)嵌套
為什么會(huì)這樣呢?
其實(shí)是因?yàn)?,A指向的是[1,2,3]這個(gè)列表,在這個(gè)例子中,只是把A的第2個(gè)元素,指向了A對(duì)象本身,所以說(shuō),只是A的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化!但是,A還是指向那個(gè)對(duì)象
我們可以通過(guò)打印A的id來(lái)看,他的指向是沒(méi)有變的??!

來(lái)看一下,A的指向并沒(méi)有變

那如果我們要達(dá)到最后輸出效果是 [1,[1,2,3],3]的效果,應(yīng)該如何來(lái)操作呢?
這里,我們就要用到淺復(fù)制了,用法可以如下

淺復(fù)制和深復(fù)制
淺復(fù)制
現(xiàn)在,就來(lái)說(shuō)說(shuō)淺復(fù)制和深復(fù)制,上面的方法實(shí)際上只是進(jìn)行了淺復(fù)制,shallow copy,含義是他是對(duì)原來(lái)引用的對(duì)象進(jìn)行了復(fù)制,但是不再引用同一對(duì)象地址
看下面的例子,B通過(guò) B = A[:] 操作,來(lái)進(jìn)行了淺復(fù)制,你可以看到,淺復(fù)制之后,A和B引用的內(nèi)存地址已經(jīng)是不同的了
但是,A和B內(nèi)部的元素的引用地址,還是相同的,這點(diǎn)要非常注意!是有區(qū)別的?。?!
A和B的引用內(nèi)存地址的不同,帶來(lái)的效果是,你在B上面進(jìn)行的操作,并不會(huì)影響到A。

淺拷貝歸納:
所以淺拷貝,可以歸納為,復(fù)制一份引用,新的對(duì)象和原來(lái)的對(duì)象的引用被區(qū)分開(kāi),但是內(nèi)部元素的地址引用還是相同的
但是淺復(fù)制也會(huì)有問(wèn)題,問(wèn)題在哪里呢?就是碰到有嵌套的情況,比如下面的情況可以看到,我給B賦值了一份A的淺復(fù)制,這樣A和B的id(內(nèi)存地址)就不一樣了。
所以,當(dāng)我修改A[0]=8的時(shí)候,B不會(huì)被影響到,因?yàn)樗麄傾和B兩者是獨(dú)立的引用,但是這里中間有一個(gè)嵌套的列表 [4,5,6]
這個(gè)[4,5,6]我們可以理解為:A和B還共同引用著,也就是對(duì)于A和B的第二個(gè)元素來(lái)說(shuō),他們還是指向同一塊內(nèi)存地址的。
另外要說(shuō)一句,由于int是不可變類(lèi)型,所以,把A[0]修改成8之后,他的引用地址就變了!就和B[0]這個(gè)元素的引用區(qū)分開(kāi)了。

深復(fù)制
那如何面對(duì)這樣的情況呢?就要用到python模塊里面的copy模塊了
copy模塊有2個(gè)功能
1: copy.copy(你要復(fù)制的對(duì)象) : 這個(gè)是淺拷貝,和前面對(duì)list進(jìn)行的 [:] 操作性質(zhì)是一樣的
2: copy.deepcopy(你要復(fù)制的對(duì)象) : 這個(gè)是深拷貝,他除了和淺拷貝一樣,會(huì)新生成一份對(duì)象的引用,另外對(duì)于內(nèi)部的元素,都會(huì)新生成引用,以獨(dú)立分開(kāi).
看下面的例子,當(dāng)你給B賦值一份A的深復(fù)制之后,他倆可以說(shuō)是完全獨(dú)立開(kāi)了,無(wú)論你修改的是A里面的不可變?cè)?,還是修改A里面嵌套的可變?cè)兀Y(jié)果都不會(huì)影響到B
我的理解是:深復(fù)制可以稱(chēng)之為遞歸拷貝,他會(huì)把所有嵌套的可變?cè)囟伎截愐幌拢缓螵?dú)立引用出來(lái).

深復(fù)制歸納:
深復(fù)制的效果,除了和淺復(fù)制一樣,將對(duì)象的引用新生成一份引用之外,內(nèi)部所有嵌套的元素,他都會(huì)幫你一一獨(dú)立開(kāi).
自己畫(huà)了2張圖,以表示淺復(fù)制和深復(fù)制的效果區(qū)別
需要說(shuō)明的是,雖然淺復(fù)制之后,列表內(nèi)不可變?cè)氐囊玫刂愤€是相同的,但是,正因?yàn)樗麄兪遣豢勺冊(cè)?,所以,其中任意不可變?cè)乇桓淖冎?,引用地址都?huì)是新的,而不會(huì)影響到原來(lái)的引用地址。


總結(jié)
所以,到這里,淺復(fù)制和深復(fù)制的機(jī)制,基本上理解了。
另外還有特殊情況需要說(shuō)明
對(duì)于不可變類(lèi)型:int, str, tuple, float 這樣的元素來(lái)說(shuō),沒(méi)有拷貝這個(gè)說(shuō)法,他們被修改之后,引用地址就是直接改變了,如下面

但是,如果不可變類(lèi)型內(nèi)部有嵌套的可變類(lèi)型的時(shí)候,還是可以使用深復(fù)制的

另外要提醒一句,平時(shí)我們用的最多的直接賦值(或者可以說(shuō)是直接傳遞引用)的方法,比如下面的例子
他是將a和b兩個(gè)可變?cè)赝瑫r(shí)指向一個(gè)內(nèi)存地址,所以,任何改變都是波及到a和b的

最后
可變類(lèi)型:list , set , dict
不可變類(lèi)型:int, str , float , tuple
淺復(fù)制方法:[:] , copy.copy() , 使用工廠(chǎng)函數(shù)(list/dir/set)
深復(fù)制方法:copy.deepcopy()
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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