python 怎么深度复制一个第三方库中的类对象 python怎么深拷贝

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IT剑客行 2024-05-06 09:18:44

文章标签 元组浅拷贝深拷贝 文章分类 Python 后端开发

浅拷贝与深拷贝总览
不可变类型的“拷贝”

可变类型的直接赋值

可变类型的深拷贝与浅拷贝

可变类型的浅拷贝
可变类型的深拷贝
元组的深浅拷贝
附：字典的深浅拷贝

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拷贝的使用处

浅拷贝与深拷贝总览

Python 中对象的赋值是直接通过传递引用进行的。需要进行拷贝则需使用标准库中的 copy 模块。

直接赋值：直接传递内存地址
浅拷贝 copy.copy()：创建新对象，里面复制所有元素的内存地址
深拷贝 copy.deepcopy()：创建新对象，不可变的复制内存地址，含可变的就递归创建新对象并复制内容（“含可变”表示可变类型以及元组内含可变类型元素，见下方）

在深拷贝这里，不会因为元组是不可变类型而不检测（实际上判断的依据应该是是否为容器类型，但是为了方便记忆，我们可以记可变、不可变），而会进一步检测元组里面是否包含可变类型的元素而进行复制。如果元组里有可变元素，则会复制出新的元组！

import copy

a = (1, 2)
print(id(a) == id(copy.deepcopy(a)))  # True

a = (1, [2])
print(id(a) == id(copy.deepcopy(a)))  # False

为什么不可变的是复制内存地址呢🤔？看下小节[不可变类型的“拷贝”]就明白了🧐。

不可变类型：Number（数字）、String（字符串）、Tuple（元组）【除元组外都是非容器类型】
可变类型：List（列表）、Dictionary（字典）、Set（集合）【都是容器类型】
非容器类型：Number（数字）、String（字符串）【都是不可变类型】
容器类型：List（列表）、Dictionary（字典）、Tuple（元组）【除元组外都是可变类型】

不可变类型的“拷贝”

不可变类型除元组外都是非容器类型，它们没有拷贝一说（详见下方）。使用 copy 模块进行拷贝的话都是直接赋值，传递内存地址。

理解 copy 模块的一些设计原因，首先要了解这个直接赋值而实现“拷贝”的原因。
因为拷贝的需求就是希望两个变量互不干扰，要新的一份。而不可变类型的“修改”就已经实现了两者的独立性（它的“修改”都是重新创建一个变量，将新变量指向新对象，旧变量依旧指向旧对象）。因此拷贝内容也就没必要再复制开辟新空间，新旧变量均指向同一个地址即可。

python 怎么深度复制一个第三方库中的类对象 python怎么深拷贝_深拷贝

图中的验证：

a = "a"
b = a  # 直接赋值，进行“拷贝”
print(b is a)
b = "b"  # “修改”又是直接赋值了，因为它们无法修改
print(a)
print(b)
print(b is a)

True
a
b
False

不可变类型的元组也是直接赋值。但是含有可变元素的元组特殊，它的拷贝就必须考虑到内部可变元素，详见下一小节。

---> 所以在下面的可变类型/容器类型的拷贝中，有关不可变类型的子元素，就直接赋值传递内存地址即可。

要注意的是，这里直接赋值是将新旧两个变量标签直接指向同一个对象。“修改”是针对一个变量标签“修改”，没有动到另一个变量标签。从而两者独立不影响。

可变类型的直接赋值

上面笔者讲了不可变类型的直接赋值，这里来偏个题看看可变类型的直接赋值。这个就是变量标签指向同一个对象。一直都是操作同一个对象，所以显而易见没有达到拷贝的需求：

python 怎么深度复制一个第三方库中的类对象 python怎么深拷贝_元组_02

（图片下面的小标题有误，不想编辑了，意思懂了就行，容器类型里的元组是比较特殊的）

可变类型的深拷贝与浅拷贝

它的深浅拷贝首先均会【创建一个新对象】，但是直接子元素的指向有所不同。这里是将新旧两个变量标签指向了不同的两个对象！（元组特殊，后面注意）

所以日后对这两个变量的修改是互不干扰的！这也可以从上面的“不可变类型的直接赋值”图解简易类推：变量 AB 替换成对象 AB（它们一一对应嘛）；这两个对象是容器，指向很多“字符串”。

import copy
aList = ["你", "好", 1, [1, 2, 3]]
bList = copy.copy(aList)  # 浅拷贝：拷贝了所有元素的内存地址到一个新list对象里
cList = copy.deepcopy(aList)  # 深拷贝：在浅拷贝的基础上，还递归为容器元素创建新对象拷贝内容

print(id(aList[3]))  # 2249103153728
print(id(bList[3]))  # 2249103153728
print(id(cList[3]))  # 2249103153216
# 可以看到，浅拷贝里，都是相同的内存地址；而深拷贝会将可变类型子元素再次拷贝！

在直接赋值里，我们以新旧两个变量标签为基准，来看变量内容的修改。

而这里，我们继续看变量标签，它指向了新旧两个容器对象。当容器对象的元素为不可变类型时，遵循上述的逻辑，新建对象赋予容器对象的元素新的地址从而互不影响。