深浅拷贝

☆ 几个概念

  • 变量：是一个系统表的元素，拥有指向对象的连接空间
  • 对象：被分配的一块内存，存储其所代表的值
  • 引用：是自动形成的从变量到对象的指针
  • 类型：属于对象，而非变量
  • 不可变对象：一旦创建就不可修改的对象，包括字符串、元组、数值类型

（该对象所指向的内存中的值不能被改变。当改变某个变量时候，由于其所指的值不能被改变，相当于把原来的值复制一份后再改变，这会开辟一个新的地址，变量再指向这个新的地址。）

  • 可变对象：可以修改的对象，包括列表、字典、集合

（该对象所指向的内存中的值可以被改变。变量（准确的说是引用）改变后，实际上是其所指的值直接发生改变，并没有发生复制行为，也没有开辟新的地址，通俗点说就是原地改变。）

当我们写：

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a = "python"

Python解释器干的事情：

① 创建变量a

② 创建一个对象(分配一块内存)，来存储值 ‘python’

③ 将变量与对象，通过指针连接起来，从变量到对象的连接称之为引用(变量引用对象)

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☆ 赋值

赋值: 只是复制了新对象的引用，不会开辟新的内存空间。

并不会产生一个独立的对象单独存在，只是将原有的数据块打上一个新标签，所以当其中一个标签被改变的时候，数据块就会发生变化，另一个标签也会随之改变。

☆ 浅拷贝

浅拷贝: 创建新对象，其内容是原对象的引用。

浅拷贝之所以称为浅拷贝，是它仅仅只拷贝了一层，拷贝了最外围的对象本身，内部的元素都只是拷贝了一个引用而已。

案例1：赋值

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案例2：可变类型浅拷贝

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案例3：不可变类型浅拷贝

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注：不可变类型进行浅拷贝不会给拷贝的对象开辟新的内存空间，而只是拷贝了这个对象的引用

浅拷贝有三种形式： 切片操作，工厂函数，copy模块中的copy函数。

如： lst = [1,2,[3,4]]

切片操作：lst1 = lst[:] 或者 lst1 = [each for each in lst]

注：[:]它与[0:]相似，意思是从0索引拆分到末尾。它返回一个新列表。

工厂函数：lst1 = list(lst)

copy函数：lst1 = copy.copy(lst)

但是在lst中有一个嵌套的list[3,4]，如果我们修改了它，情况就不一样了。

浅复制要分两种情况进行讨论：

1）当浅复制的值是不可变对象（字符串、元组、数值类型）时和“赋值”的情况一样，对象的id值_（id()函数用于获取对象的内存地址）_与浅复制原来的值相同。

2）当浅复制的值是可变对象（列表、字典、集合）时会产生一个“不是那么独立的对象”存在。有两种情况：

第一种情况：复制的对象中无复杂子对象，原来值的改变并不会影响浅复制的值，同时浅复制的值改变也并不会影响原来的值。原来值的id值与浅复制原来的值不同。

第二种情况：复制的对象中有复杂子对象（例如列表中的一个子元素是一个列表），如果不改变其中复杂子对象，浅复制的值改变并不会影响原来的值。 但是改变原来的值中的复杂子对象的值会影响浅复制的值。

☆ 深拷贝

深拷贝：和浅拷贝对应，深拷贝拷贝了对象的所有元素，包括多层嵌套的元素。深拷贝出来的对象是一个全新的对象，不再与原来的对象有任何关联。

所以改变原有被复制对象不会对已经复制出来的新对象产生影响。只有一种形式，copy模块中的deepcopy函数。

可变类型深拷贝：

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不可变类型深拷贝：不可变类型进行深拷贝不会给拷贝的对象开辟新的内存空间，而只是拷贝了这个对象的引用

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☆ 案例演示

案例1：对于可变对象深浅拷贝

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import copy
a=[1,2,3]
print("=====赋值=====")
b=a
print(a)
print(b)
print(id(a))
print(id(b))
print("=====浅拷贝=====")
b=copy.copy(a)
print(a)
print(b)
print(id(a))
print(id(b))
print("=====深拷贝=====")
b=copy.deepcopy(a)
print(a)
print(b)
print(id(a))
print(id(b))

结果：

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=====赋值=====
[1, 2, 3]
[1, 2, 3]
37235144
37235144
=====浅拷贝=====
[1, 2, 3]
[1, 2, 3]
37235144
37191432
=====深拷贝=====
[1, 2, 3]
[1, 2, 3]
37235144
37210184

小结：

赋值： 值相等，地址相等

copy浅拷贝：值相等，地址不相等

deepcopy深拷贝：值相等，地址不相等

案例2：对于可变对象深浅拷贝（外层改变元素）

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import copy
l=[1,2,3,[4, 5]]
l1=l #赋值
l2=copy.copy(l) #浅拷贝
l3=copy.deepcopy(l) #深拷贝
l.append(6)
print(l)
print(l1)
print(l2)
print(l3)

结果：

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[1, 2, 3, [4, 5], 6]     #l添加一个元素6
[1, 2, 3, [4, 5], 6]     #l1跟着添加一个元素6
[1, 2, 3, [4, 5]]        #l2保持不变
[1, 2, 3, [4, 5]]        #l3保持不变

案例3：对于可变对象深浅拷贝（内层改变元素）

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import copy
l=[1,2,3,[4, 5]]
l1=l #赋值
l2=copy.copy(l) #浅拷贝
l3=copy.deepcopy(l) #深拷贝
l[3].append(6)
print(l)
print(l1)
print(l2)
print(l3)

结果：

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[1, 2, 3, [4, 5, 6]]      #l[3]添加一个元素6
[1, 2, 3, [4, 5, 6]]      #l1跟着添加一个元素6
[1, 2, 3, [4, 5, 6]]      #l2跟着添加一个元素6
[1, 2, 3, [4, 5]]         #l3保持不变

小结：

① 外层添加元素时，浅拷贝不会随原列表变化而变化；内层添加元素时，浅拷贝才会变化。
② 无论原列表如何变化，深拷贝都保持不变。
③ 赋值对象随着原列表一起变化。