Python基礎-17物件參考和拷貝

17.物件參考和拷貝

? ? 我們先來看看以下向個概念

• 變數：是系統變數名表中的元素，通常是由程式員進行定義宣告
• 物件：是計算機分配的一塊記憶體，需要足夠的空間去表示它的值
• 參考：是自動形成的從變數到物件的指標
• 可變物件：允許對自身內容進行修改，如list、dict、set、自定義型別等，
• 不可變物件：不允許對自身內容進行修改，如果對一個不可變物件進行賦值，實際上是生成一個新的物件，再讓變數指向這個物件，如int、float、bool、str、tuple

如果有了解Java的堆疊知識（堆存盤真實的資料，而堆疊則是存盤相應參考地址），則這里所指的物件可以理解為堆，而參考則代表堆疊，

17.1 物件參考

? ? 物件的賦值實際上就是物件參考，創建一個物件并將其賦值給一個變數時，該變數實際是指向了該物件的參考，可使用內置函式id()查看回傳值，變數名與物件之間的示意圖如下所示：

示例如下所示：

>>> tempA=[1,3,5]
>>> tempB=tempA    # tempB對tempA的參考
>>> tempB
[1, 3, 5]
>>> tempB[0]=-100  # 修改tempB的元素，tempA相應的元素也同步進行了更改
>>> tempA
[-100, 3, 5]
>>> tempB
[-100, 3, 5]
>>> id(tempA),id(tempB)
(2614814009544, 2614814009544)
>>> tempB is tempA
True

? ? 在上面的例子中，本意是想修改tempB中第一個元素，而連帶temA也被一起修改了，因為tempA和tempB參考的是同一個物件，修改其中任意一個變數都會影響到另一個，為了避免這種情況，必須創建物件的副本而不是創建新參考，對于像串列和字典這種容器類物件，可以使用兩種拷貝操作：淺拷貝和深拷貝，

17.2 物件的拷貝

17.2.1 淺拷貝

? ? 淺拷貝將創建一個新物件，其內容是原物件中元素的參考，可以使用模塊copy中的copy()函式，另外也可使用切片操作、物件的copy方法，其特點如下所示：

• 兩個變數的記憶體地址不同
• 變數之間存在共享值的情況
• 對其中一個變數進行更改后，另外的變數也會隨之改變

如果使用等號賦值時，連物件都不會重新創建，只有重新創建物件并為其賦值，才會發生淺拷貝，

? ? 示例代碼如下所示：

>>> a=[1,2,[3,4]]
>>> b=list(a)          # 創建a的一個淺復制
>>> b is a
False
>>> b.append(100)      # 給b追加一個元素
>>> b
[1, 2, [3, 4], 100]    # 修改b中的一個元素
>>> a
[1, 2, [3, 4]]
>>> b[2][0]=-98
>>> b
[1, 2, [-98, 4], 100]
>>> a                  # a中與b共有的元素值也會發生改變
[1, 2, [-98, 4]]
>>> id(a),id(b)
(2614813897288, 2614813796232)

>>> aa=[1,2,[3,4]]
>>> bb=aa              # 直接賦值并沒有發生淺拷貝
>>> id(aa),id(bb)
(1960262980168, 1960262980168)
>>> aa = list(bb)
>>> id(aa),id(bb)
(1960263019208, 1960262980168) # 發生了淺拷貝，因此兩者的id也不一樣
>>> id(aa[0]),id(aa[1]),id(aa[2])
(140715523797264, 140715523797296, 1960263020232)
>>> id(bb[0]),id(bb[1]),id(bb[2])
(140715523797264, 140715523797296, 1960263020232) # 雖然發生了淺拷貝，但內部元素卻都指向相同的物件

? ? 在上述示例中，a和b是單獨的串列物件，但它們包含的元素是共享的，因此修改b的一個元素也會修改a中的對應元素，而在aa和bb中，在發生淺拷貝后，aa和bb兩個物件的地址不一樣，而其內部元素卻指向了相同的物件，

17.2.2 深拷貝

? ? 深拷貝將創建一個新物件并對其賦值時，原物件中的所有元素都會在新物件中重新創建一次，常用模塊copy中的deepcopy()函式，其特點如下所示：

• 變數間的記憶體地址不同
• 變數間有各自的值，且互不影響
• 對其任意一個變數的值進行修改，不會影響另外一個

? ? 示例代碼如下所示：

>>> import copy
>>> a=[1,2,[3,4]]
>>> b=copy.deepcopy(a) # 深拷貝
>>> b is a
False
>>> b.append(100)
>>> b
[1, 2, [3, 4], 100]
>>> a
[1, 2, [3, 4]]
>>> b[2][0]=-98
>>> b
[1, 2, [-98, 4], 100]
>>> a            # 在修改b之后，對a沒有任何影響
[1, 2, [3, 4]]
>>> id(a),id(b)
(1960263017096, 1960263112136)

>>> aa=[1,2,[3,4]]
>>> bb=copy.deepcopy(aa) # 深拷貝
>>> id(aa),id(bb)
(2540655565384, 2540656480520) # 地址發生改變
>>> id(aa[0]),id(aa[1]),id(aa[2])
(140715523797264, 140715523797296, 2540655563912)
>>> id(bb[0]),id(bb[1]),id(bb[2])
(140715523797264, 140715523797296, 2540656401224)

? ? 在列印內部地址發現，前兩個元素地址沒有屬性改變，是因為在Python數字和字串屬于不可變物件，為提升效率，Python語言中，在記憶體中只存在一份不可變物件，并將其地址（即參考）賦值給其他變數，

淺拷貝和深拷貝僅僅是針對可變物件的，對于不可變物件，賦值的操作程序都是直接將參考賦值，

17.3 小結

? ? 現在假設有一個物件a=[ 1, 2 ,[ 3,4 ] ]，有另外一個物件，分別進行=賦值、淺拷貝和深拷貝，其使用小結如下所示：

• 1.使用=直接賦值，不會發生淺拷貝和深拷貝情況，僅相當于增加一個新標簽，并不產生新的物件，示意圖如下所示：

? ? 針對這種情況，有時候也被比喻為舊瓶裝舊酒，

• 2.使用淺拷貝之后，會創建一個新的物件，但內部元素仍然保持一致，示意圖如下所示：

? ? 因為元素中1和2為不可變物件，它們互不影響，給人的感覺就相當于復制了一份，這種就是淺拷貝，有時候也被比喻為新瓶裝舊酒，雖然產生了新的物件，但里面的內容還是來自同一份，

• 3.使用深拷貝之后，會創建一個新的物件，原物件中的所有元素會被重新創建一次，示意圖如下所示：

? ? 物件a和b前兩個元素因是不可變物件，所會在進行深拷貝之后，地址不會進行更改，而第三個元素為可變物件，則相當創建了一個副本，所以深拷貝也可以理解為，不僅是物件自身的拷貝，對于物件中每一個子元素，也都進行同樣的拷貝，針對這種情況，有時候也被比喻為新瓶裝新酒

• 4.淺拷貝和深拷貝針對的是可變物件

參考網址：https://segmentfault.com/a/1190000017001073

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標籤：Python

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