深拷贝定义(deepcopy)
在Python中,由于一切皆对象,所以任何变量都可以被引用,也即可以被赋值给任何变量。但是在Python中,给变量赋值,是区分的,一般情况下,Python中的变量赋值都是浅拷贝,如果需要使用深拷贝,需要特别指定。
深拷贝是对原对象的“复制以及粘贴”,其实就是在内存中重新开辟了一个新的内存空间来存放这一份数据,两个变量其实是两个不一样的变量,仅仅是数据值相同而已,对两个变量的操作不会相互影响。
浅拷贝(copy)
在Python中进行数据的浅拷贝时,如果此时浅拷贝的数据是Python中的原子数据结构,比如str,int,float,tuple等不可变的原子数据结构,那么在Python解释器中,会给新赋值的变量开辟一个新的内存空间,且新的内存空间中存放的值和浅拷贝的数据值一致。
例如:
此时需要注意,Python中如果int数值小于一定的数的话,Python还是会引用同一个数据值,也就是a和b两个变量的地址一样。如:
且当改变a和b的数值时,地址也会发生改变,就相当于是a和b都是两个指针,指向具体的存放数值的地址空间,如果修改完后a和b的数值一致,那么a和b的地址也会一样。如:
当对一些可变对象进行浅拷贝时,此时其实是对可变对象的二次引用,并没有重新开辟新的内存空间。如:
从图中可以看到,a和b都是对列表的引用,虽然a是先引用的该列表,但是他们在内存中的地址都是一样的,也就是说他们其实是同一个列表的两个不同的昵称而已。
列表的两种不同的赋值方式,“=”和切片操作,它们之间的区别如下:
“=”:该符号对于浅拷贝而言,其实就是将“=”两边的两个不同的变量同时指向了同一个内存空间,且内存空间的值是相同的。当一个变量对内存空间中的数值进行了修改之后,在使用另一个变量去引用该内存空间中的变量时,数值也会改变,因为他们都指向同一个数据值。
切片操作:当时切片操作(a[start_index:end_index])对一个列表进行赋值给另外一个变量时,这时不再是两个不同的变量同时指向一个内存地址空间中数据值,因为切片操作会返回一个新的列表,所以新的变量会接收一个新的列表,新的列表中的数据值就是切片之后的数据值,且在内存中的地址空间不一样。如图:
此时对c的任何操作与a(b)无关,因为a和b其实是同一个列表。
但是当列表中有可变数据结构时(list,dict等)就会出现不一样的结果,因为在Python中,对于可变的数据类型,Python解释器会给变量采用引用的方式对 可变的数据类型的数据 进行引用,为了节省内存空间。 如图所示:
如果需要让两个变量能同时且独立的操作该列表(列表中有可变的数据类型的数据),那么就需要使用到深拷贝对数据进行直接到拷贝,而不是引用。此时需要使用到一个Python中的内书库函数copy,copy库中的deepcopy()方法可以对数据进行直接到拷贝(深拷贝),如图所示:
从图中可以看到,c是对a的深拷贝,b是对a的切片操作的浅拷贝,同时修改列表中的可变元素,可见c中的数据是存放在一个独立的内存空间中的。
在Python对数据对象进行拷贝时,需要注意:
第一、非容器类型(比如数字、字符串和其它“原子”类型的对象,像代码、类型和range对象等)没有被拷贝一说,浅拷贝是用完全切片操作来完成。
第二、如果元组变量中只包含原子类型对象,对它的深拷贝将不会进行。
从图中可以看到,tuple中都是“原子”类型的数据对象,此时对其进行深拷贝,但是查看内存中的地址,并没有给b重新开辟一个新的内存空间,所以需要注意这一点。
但是如果tuple有可变的数据类型的对象时,深拷贝是起作用的。
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