8、Python基础之直接赋值、浅拷贝和深拷贝解析

一、赋值

在了解深浅拷贝之前,我们要先来了解下什么是赋值 ?

1.1 基本概念

我们先来了解下面几个概念:

  • 变量:是一个系统表的元素,拥有指向对象的链接空间。
  • 引用:自动形成的从变量到对象的指针。
    举例说明:
创建一个变量:流程
a = 'apple'
1)创建变量 a
2)  创建一个对象,分配内存地址,来存储值 'apple'
3)  将变量与对象,通过指针链接起来,从变量到对象的连接称之为**引用**(变量引用对象)
  • 类型: 属于对象,而非变量

  • 不可变类型:一旦创建就不可修改的对象,包括字符串,元组,数值类型。

    • 特点:所谓不可变,就是该对象所指向的内存中的值不能被改变,当改变某个变量的时候,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。
  • 可变类型: 包含列表list[] , 字典dict{},集合set()

    • 特点:可变,即该对象所指的内存中的值可以被改变,变量改变后,实际上其所指的值直接发生改变,并没有发生复制行为,也没有开辟新的内存地址,通俗的说就是原地改变。

举例说明:

a = 'ab'
b = 'ab'
print(id(a), id(b))   # str 属于不可变类型
3142189891888 3142189891888
c = 10
d = 10
print(id(c), id(d))    # 整型在内存中的id 是固定的 
140709655218112 140709655218112

结论:当我们使用不可变类型分别赋值时,id 都不变。

1.2 变量的赋值

举例分析:
变量的每一次变化,都开辟了一个新的内存空间,将新的内容的内存地址赋值给变量。

str1 = "hello world"
print(id(str1))
str1 = "hello python"
print(id(str1)) 
1851898918128
1851899633520

上面,str1 在重新赋值的过程中,内存中的地址发生了变化。

  • 对复杂类型的赋值,比如一个list
list1 = [1, 2, 3, 4, 5]
list2 = list1
print(id(list1))
print(id(list2))
list1.append('aaa')
print(list1)
print(list2)
print(id(list1))
print(id(list2))
-----------------输出结果--------------
2080541440064
2080541440064
[1, 2, 4, 8, 'aaa']
[1, 2, 4, 8, 'aaa']
2080541440064
2080541440064
  • 可以看到在列表中添加新的元素时,列表中多了一个元素,但是变量的本身在内存中ID 并没有变化。

二 、浅拷贝

上面我们了解了赋值的过程,赋值就是对象的引用。对于复杂类型的数据结构来说,赋值就等于完全共享了资源,一个值得改变会被另外一个值共享。

有时候,我们需要将一份数据保留一份,再去处理数据,这个时候就需要利用到copy模块,拷贝了。
copy 拷贝重要提供了2中方式: 一种时普通 copy ;另外一种就是 deepcopy ,深拷贝。

浅拷贝

概念: 浅拷贝,不管多复杂的数据结构,浅拷贝都只copy 第一层。

  • 格式 copy()

实例分析:

方式一:

list3 = [1, 3, [5, 7], 'aaa']
list4 = list3.copy()
print(list3, list4)
--------------输出结果----------------
[1, 3, [5, 7], 'aaa'] [1, 3, [5, 7], 'aaa']

(1) 假如,我们先对 list3 和 list4 分别改变自己的元素时,查看2者的变化~

list3 = list3.append('bbb')
print(list3)
print(list4)
----------------输出------------------
[1, 3, [5, 7], 'aaa', 'bbb']
[1, 3, [5, 7], 'aaa']
--------------------------------------
list4 = list4.append('ccc')
print(list3)
print(list4)
----------------输出------------------
[1, 3, [5, 7], 'aaa', 'bbb']
[1, 3, [5, 7], 'aaa', 'ccc']

(2)假如,我们这时候对 list3 里面嵌套的 [5, 7] 做修改呢?结果会如何 ?

list3[2].append(9)
print(list3)
print(list4)
--------------- 输出------------------
[1, 3, [5, 7, 9], 'aaa', 'bbb']
[1, 3, [5, 7, 9], 'aaa', 'ccc']
结论:由上面三个例子可以看出,分别修改最外层的list 值时,两者都是相互独立的,改变互不影响;当改变嵌套的列表, 例如[5,7] 时,因为浅拷贝时,嵌套的列表指向的内容和地址都是引用的,不论发生什么变化,两个list 都会发生同样的改变。

方式二:

import copy
list_s = [11, 99, [100, 200]]
list_d = copy.copy(list_s)
print(list_s, list_d)
----------------输出结果------------
[11, 99, [100, 200]] [11, 99, [100, 200]]

三、 深拷贝

  • 深拷贝:copy 模块的deepcopy 用法,完全拷贝了父对象及其子对象。
  • 用法: copy.deepcopy()

在明白浅拷贝之后,再来了解深拷贝就简单多了~
深拷贝,在内存中重新开辟一块新的内存空间,不管数据多复杂,只要数据发生改变,就重新开辟一块内存地址把数据复制下来,直到数据结构的最后一层,通俗来讲就是:深拷贝的数据和原先的没有任何关系,所有的改变,不会影响原来的数据。

还是以上面的例子来分析:

list3 = [1, 3, [5, 7], 'aaa']
list4 = copy.deepcopy(list3)
print(list3,list4)
list3[2].append(9)
print(list3,list4)
list4[2].append(3)
print(list3,list4)
----------------输出结果------------
[1, 3, [5, 7], 'aaa'] [1, 3, [5, 7], 'aaa']
[1, 3, [5, 7, 9], 'aaa'] [1, 3, [5, 7], 'aaa']
[1, 3, [5, 7, 9], 'aaa'] [1, 3, [5, 7, 3], 'aaa']

可以看到,我们进行深拷贝之后,再对list 中嵌套的[5,7] 进行修改时,两个list 不再相互影响。

综上所述,深拷贝时完全拷贝,数据变化之后影响到自己本身。
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