Python浅拷贝和深拷贝

Question

我正在尝试执行一个python脚本，这个脚本应该可以说明浅拷贝和深拷贝之间的区别。

据我理解：

• 浅拷贝:创建一个对象并将其引用到原始的
• 深度复制:创建一个对象并将原始内容复制到对象中。

以下是我的节目：

a = [1,2,3]

print(id(a), id(a[0]), id(a[1]))

print("Lets check shallow copy first")

a1 = copy.copy(a)
print(id(a1), id(a1[0]), id(a1[1]))
a2 = copy.deepcopy(a)
print(id(a2), id(a2[0]), id(a2[1]))

输出：

steven@steven-Inspiron-3537:~/python-learning$ ./deepshallow.py 
(139854551376528, 31777112, 31777088)
Lets check shallow copy first
(139854551485040, 31777112, 31777088)
(139854551378616, 31777112, 31777088)

Answer 1

在这种情况下，由于列表中的元素是小整数，Python有一个内置机制来引用“相同”对象(整数)，而不允许对深度复制的列表进行更改，从而导致对其复制的列表进行更改。

下面是一个像您这样的整数的例子：

In [135]: import copy

In [136]: a1 = [1, 2, 3]

In [137]: a2 = copy.copy(a1)

In [138]: a3 = copy.deepcopy(a1)

In [139]: map(id, a1)
Out[139]: [26960216, 26960192, 26960168]

In [140]: map(id, a2)
Out[140]: [26960216, 26960192, 26960168]

In [141]: map(id, a3)
Out[141]: [26960216, 26960192, 26960168]

在这一点上，我们可以看到列表包含整数，所有的id都是相同的。让我们更改深拷贝中的一个元素。

In [142]: a3[0] = 1000

In [143]: map(id, a1)
Out[143]: [26960216, 26960192, 26960168]

In [144]: map(id, a2)
Out[144]: [26960216, 26960192, 26960168]

In [145]: map(id, a3)
Out[145]: [39759800, 26960192, 26960168]

现在，a3为其第一个条目设置了一个新id，而其他列表则保持不变。现在，让我们更改浅拷贝的第一个条目。

In [146]: a2[0] = 1000

In [147]: map(id, a1)
Out[147]: [26960216, 26960192, 26960168]

In [148]: map(id, a2)
Out[148]: [39759200, 26960192, 26960168]

In [149]: map(id, a3)
Out[149]: [39759800, 26960192, 26960168]

注意，对于整数1000 (作为a2和a3的第一个条目)，有一个不同的id值。

其原因是Python运行时实际上缓存了一些小整数和其他不可变对象，这意味着引用它们的任何地方都是对单个缓存值的引用。

这里是描述它的消息来源：

当前实现为-5到256之间的所有整数保留了一个整数对象数组，当在该范围内创建int时，实际上只需要返回对现有对象的引用。因此，应该可以更改1的值。我怀疑Python在这种情况下的行为是未定义的。:-)

为了看到deepcopy和copy有着有意义的不同行为的例子，我们需要一些东西，deepcopy对copy的递归调用将产生影响--而缓存的小整数不会发生这种情况。

让我们尝试使用列表列表，我们将修改内容，而不是突然更改最顶层的列表元素之一所指的内容：

In [171]: a1 = [[1], [2], [3]]

In [172]: a2 = copy.copy(a1); a3 = copy.deepcopy(a1)

In [173]: a1
Out[173]: [[1], [2], [3]]

In [174]: a2
Out[174]: [[1], [2], [3]]

In [175]: map(id, a1)
Out[175]: [140608561277264, 140608561418040, 140608561277120]

In [176]: map(id, a2)
Out[176]: [140608561277264, 140608561418040, 140608561277120]

In [177]: a2[0][0] = 1000

In [178]: a1
Out[178]: [[1000], [2], [3]]

In [179]: a2
Out[179]: [[1000], [2], [3]]

In [180]: a3
Out[180]: [[1], [2], [3]]

In [181]: a3[1][0] = 1001

In [182]: a1
Out[182]: [[1000], [2], [3]]

In [183]: a2
Out[183]: [[1000], [2], [3]]

In [184]: a3
Out[184]: [[1], [1001], [3]]