Python Copy – 执行深拷贝和浅拷贝

在本文中，我们将了解如何使用 Python Copy模块来执行深复制和浅复制操作。

现在，深复制和浅复制是什么意思？

让我们通过示例来看一下！

为什么我们需要 Python Copy 模块？

在Python中，一切都用对象来表示。因此，很多情况下，我们可能需要直接复制对象。

在这些情况下，我们不能直接使用赋值运算符。

赋值背后的要点是多个变量可以指向同一个对象。这意味着如果对象使用任何这些变量进行更改，更改将反映在各处！

a = [1, 2, 3, 4]
 
b = a
 
print(a)
print(b)
 
b.append(5)
 
# Changes will be reflected in a too!
print(a)
print(b)

输出

[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3, 4, 5]
[1, 2, 3, 4, 5]

正如您所看到的，由于两个变量都指向同一个对象，因此当b发生变化时，也会发生变化a！

为了解决这个问题，Python 给我们提供了一种使用Copy模块的方法。

Python复制模块是标准库的一部分，可以使用以下语句导入：

import copy

现在，在这个模块中，我们主要可以执行两类操作：

浅拷贝
深拷贝

现在让我们来看看这些方法。

浅拷贝

该方法用于执行浅复制操作。

调用该方法的语法为：

import copy
 
new_obj = copy.copy(old_obj) # Perform a shallow copy

这会做两件事——

创建一个新对象
插入在原始对象中找到的对象的所有引用

现在，由于它创建了一个新对象，因此我们可以确定新对象与旧对象不同。

但是，这仍然会保留对嵌套对象的引用。因此，如果我们需要复制的对象有其他可变对象（列表、集合等），这仍然会维护对同一嵌套对象的引用！

为了理解这一点，让我们举个例子。

为了说明第一点，我们将使用一个简单的整数列表来尝试（没有嵌套对象！）

import copy
 
old_list = [1, 2, 3]
 
print(old_list)
 
new_list = copy.copy(old_list)
 
# Let's try changing new_list
new_list.append(4)
 
# Changes will not be reflected in the original list, since the objects are different
print(old_list)
print(new_list)

输出

[1, 2, 3]
[1, 2, 3, 4]
[1, 2, 3]

正如你所看到的，如果我们的对象是一个简单的列表，那么浅复制没有问题。

让我们看另一种情况，我们的对象是列表的列表。

import copy
 
old_list = [[1, 2], [1, 2, 3]]
 
print(old_list)
 
new_list = copy.copy(old_list)
 
# Let's try changing a nested object inside the list
new_list[1].append(4)
 
# Changes will be reflected in the original list, since the object contains a nested object
print(old_list)
print(new_list)

输出

[[1, 2], [1, 2, 3]]
[[1, 2], [1, 2, 3, 4]]
[[1, 2], [1, 2, 3, 4]]

在这里，请注意和都old_list受到new_list了影响！

如果必须避免这种行为，则必须递归复制所有对象以及嵌套对象。

这称为使用 Python 复制模块的深度复制操作。

深拷贝

此方法类似于浅复制方法，但现在将原始对象（包括嵌套对象）中的所有内容复制到新对象中。

要进行深复制操作，我们可以使用以下语法：

import copy
 
new_object = copy.deepcopy(old_object)

让我们以旧的例子为例，尝试使用深层复制来解决我们的问题。

import copy
 
old_list = [[1, 2], [1, 2, 3]]
 
print(old_list)
 
new_list = copy.deepcopy(old_list)
 
# Let's try changing a nested object inside the list
new_list[1].append(4)
 
# Changes will be reflected in the original list, since the objects are different
print(old_list)
print(new_list)

输出

[[1, 2], [1, 2, 3]]
[[1, 2], [1, 2, 3]]
[[1, 2], [1, 2, 3, 4]]

请注意，旧列表没有变化。由于所有对象都是递归复制的，所以现在没有问题了！

然而，由于复制所有对象，与浅复制方法相比，这种深复制方法的成本要高一些。

因此，仅在需要时明智地使用它！

结论

在本文中，我们学习了如何使用 Python Copy 模块来执行浅复制和深复制操作。

参考

Python 复制模块文档
JournalDev 关于 Python 复制模块的文章