python中copy模块的使用,深拷贝和浅拷贝

简介: python中copy模块的使用,深拷贝和浅拷贝

一、copy模块的介绍

1、copy模块

copy模块用于对象的拷贝操作。copy模块非常简单,只有两个api。分别是copy.copy(x)和copy.deepcopy(x)。这两个函数分别返回参数x的浅复制和深复制。该模块只提供了两个主要的方法:

  • copy.copy:浅复制(Shallow copy)
  • copy.deepcopy:深复制(Deep copy)

#

二、copy模块的使用

  • copy仅拷贝对象本身,而不对其中的子对象进行拷贝,故对子对象进行修改也会随着修改。(例如下面的:[1,2,3, [2,3],4] 其中[2,3] 就是子对象)
  • deepcopy是真正意义上的复制,即从新开辟一片空间。我们经常说的复制实际上就是deepcopy.(深拷贝之后的对象是不受原对象的影响,无论原对象发生什么修改,深拷贝的对象都不会发生改变
>>> import copy
>>> a = [1,2,3, [2,3],4]
>>> b = a
>>> c = copy.copy(a)
>>> c
[1, 2, 3, [2, 3], 4]
>>>
>>> b
[1, 2, 3, [2, 3], 4]
>>> d = copy.deepcopy(a)
>>> d
[1, 2, 3, [2, 3], 4]
>>> a[3][0]=222
>>> a
[1, 2, 3, [222, 3], 4]
>>> b
[1, 2, 3, [222, 3], 4]
>>> c
[1, 2, 3, [222, 3], 4]
>>> d
[1, 2, 3, [2, 3], 4]
  1. 复制引用

在Python里,一切皆对象。当用赋值运算符将某个对象x赋值给另外一个对象y时,仅仅只是将x的引用赋值给y。本质上x和y指向的是同一块内存区域。这里可以使用Python的内建函数id()进行验证:

x = [1, 2, 3]
y = x
print(id(x) == id(y)) # True
  1. 克隆对象

如果想要对目标进行克隆,而不是简单的引用绑定,就需要用到copy模块。使用copy模块可以创建一个与原对象一模一样的新对象。

import copy
x = [1, 2, 3]
y = copy.copy(x)
print(id(x) == id(y)) # False
  1. 克隆策略

当对象x里面包含了另外一个对象z,甚至对象z里面包含了对象a、对象b、对象c。情况就变得复杂了。这个时候有两种策略可以选择:

  • 仅仅创建一个新对象y,而y里面的对象z,通过复制引用绑定到同一个对象上。
  • 递归地克隆目标对象及目标对象中包含的其他对象。

这两种策略,就对应了copy模块里面的copy()和deepcopy()。

使用浅复制策略时:

import copy
x = [[1, 2, 3]]
y = copy.copy(x)
print(id(x) == id(y)) # False
print(id(x[0]) == id(y[0])) # True    浅拷贝,并没有改变子对象的

使用深复制策略时:

import copy
x = [[1, 2, 3]]
y = copy.deepcopy(x)
print(id(x) == id(y)) # False
print(id(x[0]) == id(y[0])) # False

简单的说就是有没有递归调用的区别。

可以看出,深复制更加彻底,可以由里到外创建一个完完全全的新对象而不受原对象影响。但这也会导致一些问题的出现:

  • 对于某些过于复杂的对象,深复制可能会严重拖累程序的运行。
  • 某些共享数据并不需要复制,深复制会导致不同对象之间不同步。

当然,deepcopy()函数也使用了一些方法避免以上情况的出现:

  • 维护一个“memo”字典,保存当前复制操作已经复制过的对象。
  • 允许用户自定义克隆策略。

至于选择哪种克隆策略,还是要具体问题具体分析。

  1. 自定义克隆策略

用户自定义的类允许重写copy和deepcopy函数,这样就可以自定义调用copy模块时的操作,自行调整克隆策略:

import copy

class a():
    # 重写copy函数无法额外参数
    def __copy__(self):
        return "override copy"

    # 重写deepcopy函数需要一个额外参数,字典类型
    def __deepcopy__(self, memo):
        return "override deepcopy"

x = a()
print(copy.copy(x)) # override copy
print(copy.deepcopy(x)) # override deepcopy
  1. 其他需要注意的地方
  • copy模块无法复制诸如:type、函数、stack trace、stack frame、file、socket、window、array等类型。调用copy模块复制上述类型的对象会返回原对象或者直接报错。

  • 字典的浅复制可以使用y = x.copy()。而列表可以通过使用切片达到同样的目的y = x[:]

拓展说明:

1、id( )函数的使用

python中会为每个对象分配内存,哪怕他们的值完全相等。id(object)函数是返回对象object在其生命周期内位于内存中的地址,id函数的参数类型是一个对象。

2、is和== 的区别

用is判断两个对象是否相等时,依据就是这个id值。
is与\==的区别就是,is是内存中的比较,而\==是值的比较

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