一节课让你彻底搞懂python里面试最常问问题之一深浅复制

首先,我们得了解的是深浅复制究竟是个什么玩意 &这玩意到底是干啥的!

打个比方:有糖纸和糖,深复制就相当于糖纸和糖都有,而浅复制就只有糖纸。(这句话牢记于心,在你看完本文后再来反复揣摩本句,如果有很深的心得体会——那么恭喜你:你已经牢牢掌握了 python 里的深浅复制!)


而我们怎么判断复制前后的对象究竟是不是同一个呢  ?                            
这就需要用到id(object),它返回的是对象的“身份证号”(在c++中代表在内存中的地址),唯一且不变。

令外,用is判断两个对象是否相等时,依据就是这个id值。
id查看的地址一样,可以说明它们指向的是同一片空间

1.引入——python 中的赋值=

直接执行赋值操作,观察:

a = [1,2,3,4]
b = a
id(a)
id(b)    #此时的a和b的id是一样的

我们更改一下列表 a,再观察:

a.append(4)
id(a)
id(b)    #此时的a和b的id还是一样的,而且没有变。

这样虽然可以拷贝,但是不管改变 a 还是 b,最终 a 和 b 都会改变。

      拓展:
      如果改变它的值,内存地址没有改变,那么它就是可变类型。   数值类型不可变,元组和字符串不可变,列表是可变的。

2.正式讲解 python 中的深浅复制

注意:深浅复制特定在嵌套列表(字典里面也可以用)中才会起作用。如果是单层列表,如 li = [1,2,3,4],那么深浅复制的 id 和原列表的 id 都不同,修改原列表,深浅复制的列表都不会改变。(看完下面的讲解你会深深理解本句的原理!)

(1)浅复制讲解:

直接上代码,时间是检验真理的唯一标准!!!

                                                                    #浅复制的话,通过id()函数查找复制前和复制后的
li = [1,2,3]                                                         print(id(li))      输出:190679494 1256                                                      
li2 = li.copy()                            print(id(li2))     输出:190679493 8824 
print(li is li2)  # 输出为false                                                                                                                          
print(li2)        # 打印全部li列表(二者一模一样!)   

通过观察得出结论:可知复制前和复制后的 li 和 li2 的 id 不同,(即 li 和 li2 指向计算机内部不是同一片空间),但 li 和 li2 相同。如果改变 li 或者 li2,不会影响另一个。实质:没有改变元素在计算机中的位置,只能复制表层,比如:数。

拓展:         
项目中使用的话:可以减少代码量,直接给出一个和li一样的列表,
(在不改变给定的数据的前提下,自己进行改变)运行时间也可以减少(优化代码)

(2)深复制讲解:

要使用深复制,要先导入模块。

导入模块:                     import copy                                                                                                     
使用:                        copy.deepcopy

直接上代码——时间是检验真理的唯一标准!


import copy 
a = [1,2,3,4]                                                          
a2 = copy.deepcopy(a)                                              
print(id(a))
print(id(a2))
print(a is a2)

通过观察得出结论:可知复制前和复制后的 a 和 a2 的 id 不同,a 和 a2 相同。

(3)两者对比:

二者区别:浅复制:拷贝了它的最外面的一层,嵌套列表,里面这一层指向的还是原来的内存地址。深复制:完完全全复制了一遍,和原来的列表没有关系。为了带大家深入理解——下面两个实战例子(一个单层列表;一个嵌套列表)详细说明:

3.深入讲解深浅复制——

(1)单层列表时:

废话不多说——直接上代码,时间是检验真理的唯一标准!!!

import copy

li = [1,2,3]

li1 = copy.copy(li)
li2 = copy.deepcopy(li)

通过观察得:li 和 li1 和 li2 三个列表完完全全一样;但是 id 查看的地址都不一样,所以如果在 li 后面 append(5),浅复制和深复制的列表 li1 和 li2 都不变。可见不是嵌套列表的话,深浅复制没有区别。所以引入嵌套列表:::

(2)嵌套列表:

首先你要知道嵌套列表是啥样的,每一层指的是哪部分:
li = [1,2,3,4,[5,6,[7,8]]]     列表li总共有三层嵌套。
   [1,2,3,4]   :    第一层嵌套(即最外层)
   [5,6]       :    第二层嵌套
   [7,8]       :    第三层嵌套      

废话不多说——直接上代码,时间是检验真理的唯一标准!!!

li = [[1,2],[3,4]]
li2 = li                    #li2是赋值
li3 = copy.copy(li)         #li3是浅复制
li4 = copy.deepcopy(li)     #li4是深复制

# 此时li,li2,li3,li4全都是一样的,都为  [[1,2],[3,4]]

接下来我们看看这四个列表的 id:

id(li)    输出为2011597308424
id(li2)   输出为2011597308424
id(li3)   输出为2011597308360 
id(li4)   输出为2011598772872

# 此时复制的li2和原列表li的id是一样的,深复制和浅复制的id和原列表的id都不同

如果现在在原列表最后面加一个数字,四个列表的 id 都不会改变

所以我们换个思路(注意这是个嵌套列表)

id(li[0])      输出为:     2011597305032
id(li2[0])     输出为:     2011597305032
id(li3[0])     输出为:     2011597305032
id(li4[0])     输出为:     2011598772936

综上所述——得出结论:在嵌套列表中,浅复制指向的是原来的内存地址,深复制指向的是新的内存空间地址。如果不是嵌套列表,深浅复制指向的都是新的空间。深浅复制要注意:嵌套列表和不是嵌套列表的情况!!!


知识点补给站
内存空间一样,添加元素,同时都添加,如果内存空间地址不一样,你添加和我无关!

在原列表的第一层嵌套里面添加一个元素(代码如下!),分析:::

li[0].append(5)      

得出结论:li 和 li2,li3 都会添加,因为内存空间地址一样;但是 li4 不会添加,因为内存空间都不一样了!!!

4.本次课堂总结(赶紧拿出你的小本本记下来!)

一、完全浅复制(就是复制/赋值):当一个列表复制给另外一个列表,他们其实在内存中指向的是同一个列表,即是内存id相同。
     当另一个列表不管修改嵌套的哪一层列表,另一个列表也会跟着相应的被修改。但是这两个列表的id一直不会变。

二、当一个列表通过函数copy浅复制给另外一个列表,其实他们在内存中只有最外面一层被完全深度复制,其他层属于浅复制。即是内存id复制了其中一部分,id另一部分重新生成了。
  当其中一个列表只修改最外层(指最外层嵌套,即第一层),另一个列表的最外层不变;如果其中一个列表修改了除最外面一层的其他层,则另一个列表除最外面一层的其他层也被修改。
三、当一个列表通过函数deepcopy()深度复制给另外一个列表,他们其实他们在内存中指向的是完全不同的列表。
   其中一个列表被修改,另外一个列表完全不会跟相应的修改。

知识点扩展:关于python内存池!
a = 1
b = 1
id(a)       输出为:1402582080
id(b)       输出为:1402582080

python中有个自带的内存池,数值比较小的值已经在这个内存池中定义好了,
那么我们创建的时候,就直接指向了内存池当中的这个内存空间。
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  • 首发地址https://www.infoq.cn/article/3a2499b83681886901ac5fc6d
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