python深拷贝与浅拷贝

一样是一篇个人梳理，因为这个东西被无数人研究过了
推荐文章：
图解Python深拷贝和浅拷贝
另外这篇的深拷贝部分也有点意思。
你真得理解 python 的浅拷贝和深拷贝吗？

下面大部分内容是基于另外一篇博客，源不可考。

直接赋值

首先，如果我们不进行拷贝，而是直接赋值，很有可能会出现意料之外的结果。比如a是一个列表，b=a，那么修改a的同时，b也会同样被修改，因为Python对象的赋值都是进行引用（内存地址）传递的，实际上a和b指向的都是同一个对象。

>>> a = [1,2,3]
>>> b = a
>>> a[2] = 4
>>> a
[1, 2, 4]
>>> b
[1, 2, 4]
>>> a is b
True

浅拷贝

为了避免这种情况发生，我们可以使用浅拷贝：

>>> a = [1,2,3]
>>> import copy
>>> b = copy.copy(a)
>>> b is a
False
>>> a[0] is b[0]
True

浅拷贝会创建一个新的对象，然后把生成的新对象赋值给新变量。注意这句话的意思，上面这个例子中1，2，3这三个int型对象并没有创建新的，新的对象是指copy创建了一个新的列表对象，这样a和b这两个变量指向的列表对象就不是同一个，但和两个列表对象里面的元素依然是按引用传递的，所以a列表中的对象1和b列表中的对象1是同一个。 但是这时修改a列表的不可变对象，b列表不会受到影响：

>>> a[0] = 4
>>> a
[4, 2, 3]
>>> b
[1, 2, 3]

由于浅拷贝时，对于对象中的元素，浅拷贝只会使用原始元素的引用（内存地址），所以如果对象中的元素是可变对象，浅拷贝就没辙了。比方说列表中包含一个列表，这时改动a，浅拷贝的b依然可能受影响：

>>> a = [1,2,[3,]]
>>> b = copy.copy(a)
>>> a is b
False
>>> a[2].append(4)
>>> a
[1, 2, [3, 4]]
>>> b
[1, 2, [3, 4]]

可以产生浅拷贝的操作有以下几种：

• 使用切片[:]操作
• 使用工厂函数（如list/dir/set）

工厂函数看上去像函数，实质上是类，调用时实际上是生成了该类型的一个实例，就像工厂生产货物一样.

• 使用copy模块中的copy()函数

深拷贝

对于这个问题，又引入了深拷贝机制，这时不仅创建了新的对象，连对象中的元素都是新的，深拷贝都会重新生成一份，而不是简单的使用原始元素的引用（内存地址）。注意了，对象中的元素，不可变对象还是使用引用，因为没有重新生成的必要，变量改动时会自动生成另一个不可变对象，然后改变引用的地址。但可变对象的内容是可变的，改动后不会产生新的对象，也不会改变引用地址，所以需要重新生成。

>>> a = [1,2,[3,]]
>>> b = copy.deepcopy(a)
>>> a is b
False
>>> a[0] is b[0]
True
>>> a[2] is b[2]
False

这时再改变a中的元素对b就完全没有影响了：

[1, 2, [3]]
>>> a = [1,2,[3,]]
>>> b = copy.deepcopy(a)
>>> a[2].append(4)
>>> a
[1, 2, [3, 4]]
>>> b
[1, 2, [3]]

特殊情况

• 对于非容器类型（如数字、字符串、和其他'原子'类型的对象）是没有拷贝这个说法的。

>>> a = 'hello'
>>> b = copy.copy(a)
>>> c = copy.deepcopy(a)
>>> a is b
True
>>> a is c
True

对于这种类型的对象，无论是浅拷贝还是深拷贝都不会创建新的对象。

• 如果元祖变量只包含原子类型对象，则不能深拷贝：

原子类型指所有的数值类型以及字符串

>>> a=(1,2,3)
>>> a = (1,2,3)
>>> b = copy.copy(a)
>>> c = copy.deepcopy(a)
>>> a is b
True
>>> a is c
True

元组本身是不可变对象，如果元组里的元素也是不可变对象，就没有进行拷贝的必要了。实测如果元组里面的元素是只包含原子类型对象的元组，则也属于这个范畴。

>>> a = (1,2,(3,))
>>> b = copy.copy(a)
>>> c = copy.deepcopy(a)
>>> a is c
True
>>> a is b
True

总结

• Python中对象的赋值都是进行对象引用（内存地址）传递

• 使用copy.copy()，可以进行对象的浅拷贝，它复制了对象，但对于对象中的元素，依然使用原始的引用.

• 如果需要复制一个容器对象，以及它里面的所有元素（包含元素的子元素），可以使用copy.deepcopy()进行深拷贝

• 非容器类型（如数字、字符串、和其他'原子'类型的对象）不存在拷贝。

• 只包含原子类型对象的元组变量不存在拷贝。

基于以上讨论，我们可以轻松理解下面的现象。

函数传参

a=1
def func(a):
    a=2
func(a)
print a  # 1

a=[]
def func(a):
    a.append(1)
func(a)
print a  # [1]

字典浅拷贝

a = []
for i in xrange(5):
    a.append({'num': i})
print a  # [{'num':0},...,{'num':4}]

a = []
d = {'num': 0}
for i in xrange(5):
    d['num'] = i
    a.append(d)
print a  # [{'num':4},...,{'num':4}]