Python進階：細說Python淺拷貝和深拷貝

0.說明 

        先看看淺拷貝的概念：

淺拷貝：對一個對象進行淺拷貝其實是新建立了一個類型跟原對象一樣，其内容還是原來對象元素的引用，換句話說，這個拷貝的對象本身是新的，但是它的内容不是

        序列類型對象的淺拷貝是預設類型拷貝，有以下幾種實作方式：

完全切片操作：下面操作會有

利用工廠函數：比如list()、dict()等

使用copy子產品的copy()函數

        其實如果是真正了解了python對象或者說了解了可變對象和不可變對象，再根據上面的理論知識，淺拷貝和深拷貝基本上算是比較好的掌握了。是以這裡不按照書上（指的是《python核心程式設計》）的思路來進行總結，當然書上的例子作為入門也是非常不錯的。下面給出三個例子，如果都可以了解，那麼對python淺拷貝和深拷貝的掌握到這個程度也就可以了。

1.第一個例子：清單中的元素都是原子類型，即不可變對象

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<code>&gt;&gt;&gt; person </code><code>=</code> <code>[</code><code>'age'</code><code>, </code><code>20</code><code>]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; xpleaf </code><code>=</code> <code>person[:]  </code><code>#淺拷貝</code>

<code>&gt;&gt;&gt; cl </code><code>=</code> <code>list</code><code>(person)      </code><code>#淺拷貝</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>person, xpleaf, cl]   </code><code>#雖然是淺拷貝，但是其實也是生成了新的對象</code>

<code>[</code><code>140205544875144</code><code>, </code><code>140205544893688</code><code>, </code><code>140205544996232</code><code>]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>person]</code>

<code>[</code><code>140205545021232</code><code>, </code><code>32419728</code><code>]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>xpleaf]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>cl]</code>

<code>#但是可以看到清單中的元素的還是原來對象元素的引用</code>

        上面做了淺拷貝的操作，然後下面修改兩個淺拷貝的值：

<code>&gt;&gt;&gt; xpleaf[</code><code>1</code><code>] </code><code>=</code> <code>22</code>

<code>&gt;&gt;&gt; cl[</code><code>1</code><code>] </code><code>=</code> <code>21</code>

<code>&gt;&gt;&gt; person, xpleaf, cl</code>

<code>([</code><code>'age'</code><code>, </code><code>20</code><code>], [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>22</code><code>], [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>21</code><code>])</code>

<code>[</code><code>140205545021232</code><code>, </code><code>32419680</code><code>]</code>

<code>[</code><code>140205545021232</code><code>, </code><code>32419704</code><code>]</code>

        修改了兩個淺拷貝的值，然後發現内容并沒有互相影響，而且後來的id值也發生改變了，怎麼會這樣？不要忘了，清單中的元素都是不可變對象，修改不可變對象的值，其實就相當于是新生成了一個該對象，然後讓清單元素重新指向新生成的不可變對象，在這裡是數字對象。

        了解這個例子本身并不難，但需要對python對象和序列類型本身有一定的了解。

2. 第二個例子：清單中包含容器類型變量，即可變對象

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<code>&gt;&gt;&gt; person </code><code>=</code> <code>[</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>20</code><code>]]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; xpleaf </code><code>=</code> <code>person[:]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; cl </code><code>=</code> <code>list</code><code>(person)</code>

<code>([</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>20</code><code>]], [</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>20</code><code>]], [</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>20</code><code>]])</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>person, xpleaf, cl]</code>

<code>[</code><code>140205544995944</code><code>, </code><code>140205544893688</code><code>, </code><code>140205544875144</code><code>]</code>

<code># 檢視大清單的元素id值</code>

<code>[</code><code>140205544996160</code><code>, </code><code>140205544875144</code><code>, </code><code>140205544996520</code><code>]</code>

<code>[</code><code>140205546176112</code><code>, </code><code>140205544995944</code><code>]</code>

<code># 檢視小清單的元素id值</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>person[</code><code>1</code><code>]]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>xpleaf[</code><code>1</code><code>]]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; [</code><code>id</code><code>(x) </code><code>for</code> <code>x </code><code>in</code> <code>cl[</code><code>1</code><code>]]</code>

        三個清單的第一個元素的id值都是一樣的，這是引用傳遞，沒有什麼問題，跟第一個例子類似，是以修改這個值不會有什麼問題。但注意看第二個元素，它是一個清單，可以肯定的是，三個清單中的兩個元素的id也肯定是相同的，也是引用傳遞的道理，但現在關鍵是看第二個元素，也就是這個清單本身，三個大清單（指的是person這個清單）中的這三個小清單的id值都是一樣的，于是，淺拷貝對于對象值的影響就會展現出來了，我們嘗試去修改其中一個小清單中的值：

<code>&gt;&gt;&gt; xpleaf[</code><code>1</code><code>][</code><code>1</code><code>] </code><code>=</code> <code>22</code>

<code>([</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>22</code><code>]], [</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>22</code><code>]], [</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>22</code><code>]])</code>

        可以看到問題就出來了，即對一個小清單進行修改，會影響到其它的小清單。我們先抛開所謂的淺拷貝，去思考這個問題本身：有可能不會影響其它小清單嗎？肯定沒有可能的，因為三個小清單的id都一樣，三個小清單裡的元素的id也一樣，即其實這三個小清單是完全指向同一個對象的，是以，無論修改哪一個，肯定都會影響其它小清單的。

        這就是所謂淺拷貝出現的問題。

3.第三個例子：使用深拷貝來解決第二個例子出現的問題

<code>&gt;&gt;&gt; </code><code>from</code> <code>copy </code><code>import</code> <code>deepcopy as dcp</code>

<code>&gt;&gt;&gt; cl </code><code>=</code> <code>dcp(person)</code>

<code>[</code><code>140205546176112</code><code>, </code><code>140205544996520</code><code>]</code>

<code>[</code><code>140205546176112</code><code>, </code><code>140205544571320</code><code>]</code>

       可以看到雖然是進行了深拷貝，但發現跟前面的其實并沒有什麼不同，下面我們再來修改其中一個小清單：

<code>([</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>22</code><code>]], [</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>22</code><code>]], [</code><code>'name'</code><code>, [</code><code>'age'</code><code>, </code><code>20</code><code>]])</code>

        此時可以看到，cl的小清單的第二個元素的id跟原來是一樣的，但是xpleaf和person的小清單元素的id發生了改變，同時值也是我們修改的那樣。那是因為xpleaf是person的淺拷貝，但是cl是person的深拷貝。

        這就是所謂的深拷貝。

4.第四個例子：檢驗

         其實隻要了解了上面三個例子（這意味着對python對象本身和序列類型本身也有比較深刻的了解），是以的淺拷貝和深拷貝也不是什麼問題了。

        至于是否明白，可以參考下面這個例子：

<code>&gt;&gt;&gt; person </code><code>=</code> <code>[</code><code>'name'</code><code>, (</code><code>'hobby'</code><code>, [</code><code>1</code><code>, </code><code>2</code><code>])]</code>

<code>&gt;&gt;&gt; </code>

<code>&gt;&gt;&gt; xpleaf[</code><code>0</code><code>] </code><code>=</code> <code>'xpleaf'</code>

<code>&gt;&gt;&gt; cl[</code><code>0</code><code>] </code><code>=</code> <code>'cl'</code>

<code>([</code><code>'name'</code><code>, (</code><code>'hobby'</code><code>, [</code><code>1</code><code>, </code><code>2</code><code>])], [</code><code>'xpleaf'</code><code>, (</code><code>'hobby'</code><code>, [</code><code>1</code><code>, </code><code>2</code><code>])], [</code><code>'cl'</code><code>, (</code><code>'hobby'</code><code>, [</code><code>1</code><code>, </code><code>2</code><code>])])</code>

<code>&gt;&gt;&gt; xpleaf[</code><code>1</code><code>][</code><code>1</code><code>][</code><code>0</code><code>] </code><code>=</code> <code>'clyyh'</code>

<code>([</code><code>'name'</code><code>, (</code><code>'hobby'</code><code>, [</code><code>'clyyh'</code><code>, </code><code>2</code><code>])], [</code><code>'xpleaf'</code><code>, (</code><code>'hobby'</code><code>, [</code><code>'clyyh'</code><code>, </code><code>2</code><code>])], [</code><code>'cl'</code><code>, (</code><code>'hobby'</code><code>, [</code><code>1</code><code>, </code><code>2</code><code>])])</code>

        如果對這個例子的輸出覺得完全沒有問題的，那麼也就ok了！

        當然，肯定還有遺漏的地方，還望指出。