Python深度拷贝也不是完美的

somenzz

发布于 2020-11-25 14:46:05

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发布于 2020-11-25 14:46:05

文章被收录于专栏：Python七号

Python的浅拷贝和深拷贝的区别，相信你已经非常熟悉了，浅拷贝就是对原对象重新申请一个内存空间，但原对象的子对象如果是可变对象，仍然是存在引用关系的；深拷贝也是重新申请内存空间，以递归的方式，通过创建新的子对象拷贝到新对象中，无论是原对象还是其子对象都是彼此独立的，新对象和原对象没有任何关联。

不过，深度拷贝也不是完美的，先看段代码，你可以先预测下程序的输出，然后在执行下，看看预期是否一致。

import copy
x = [1]
x.append(x)
y = copy.deepcopy(x)

# 以下命令的输出是？
x == y

程序执行到第 3 行时，x 已经是一个无限嵌套的列表，但是，执行到第 4 行时，程序进行了深度拷贝，就会递归的创建新的子对象，却并没有发生内存溢出的错误，这是为什么呢？

其实，这是因为深度拷贝函数 deepcopy 中会维护一个字典，记录已经拷贝的对象与其 ID。拷贝过程中，如果字典里已经存储了将要拷贝的对象，则会从字典直接返回，我们来看相对应的源码就能明白：

def deepcopy(x, memo=None, _nil=[]):
    """Deep copy operation on arbitrary Python objects.
      
  See the module's __doc__ string for more info.
  """
  
    if memo is None:
        memo = {}
    d = id(x) # 查询被拷贝对象x的id
  y = memo.get(d, _nil) # 查询字典里是否已经存储了该对象
  if y is not _nil:
      return y # 如果字典里已经存储了将要拷贝的对象，则直接返回
        ...

程序执行到第 7 行比较两个对象的值是否相等时却会报错，这是什么原因呢？

因为 x 是一个无限嵌套的列表，y 深拷贝于 x，按道理来讲 x == y 应该是 True 的，但进行比较操作符 == 的时候，== 操作符则会递归地遍历对象的所有值，并逐一比较。而 Python 为了防止栈崩溃，递归的层数是要限定的，不会无休下去，所以到了限定的层数，Python 解释器会跳出错误：

>>> import copy
>>> x=[1]
>>> x.append(x)
>>> x
[1, [...]]
>>> y = copy.deepcopy(x)
>>> x == y
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
RecursionError: maximum recursion depth exceeded in comparison
>>>

其原因也是 Python 的递归层数是有限定的，在 sys 模块中有个方法可以得到递归的层数:

>>> import sys
>>> sys.getrecursionlimit()
1000

当然你也可以重新设定递归的层数：

>>> import sys
>>> sys.getrecursionlimit()
1000
>>> sys.setrecursionlimit(10000)
>>> sys.getrecursionlimit()
10000

那是不是可以设定无穷大呢？理论上可以，但你的程序崩溃也是一定的，你自己可以做个测试。

总结一下，深度拷贝的缺点在于如果对象内存在指向自身的引用，那么很容易出现无限循环，而引用、浅拷贝却不会，如下：

>>> import copy
>>> x=[1]
>>> x.append(x)
>>> x_alias = x
>>> x_copy = copy.copy(x)
>>> x_deepcopy = copy.deepcopy(x)
>>> x == x_alias
True
>>> x == x_copy
True
>>> x == x_deepcopy
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
RecursionError: maximum recursion depth exceeded in comparison
>>>

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原始发表：2020-10-02，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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