赋值与深浅拷贝

1 可变对象和不可变对象

可变对象和不可变对象的划分依据：在不改变地址的前提下，元素值能否修改。

• 可变对象：该对象所指内存的值可以被改变
  • 列表list
  • 集合set
  • 字典dict
  • 自定义对象
• 不可变对象：该对象所指向的内存中的值不能被改变，一旦创建就不可修改，想要修改对象的值，需要复制一份后再改变，会返回一个新地址
  • 数字int float
  • 字符串str
  • 元组tuple
  • 布尔bool

可以通过id()查看对象的地址。

# 不可变对象：改变元素值本质是创建了一个新的对象，指向了新的对象
a = 10
print(id(a))  # 1537202913808
a = 20
print(id(a))  # 1537202914128，内容修改，地址也变了# 可变对象：
ls = [1, 2, 4]
print(id(ls))  # 1995083673536
ls[1] = 6
print(id(ls))  # 1995083673536，内容修改，地址不变

2 赋值

与C++不同，Python的赋值=属于引用赋值，只是了创建对象的另一个引用（别名），新旧变量指向同一个内存对象，通过任一引用修改对象（需要可变），其他引用都会发生变化。

# 引用赋值，a和b都指向同一内存空间
a = 10
b = a
print(id(a))  # 1437435953680
print(id(b))  # 1437435953680
print(id(10))  # 1437435953680# c和d也指向同一内存空间
c = [1, 3, 5]
d = c
print(id(c))  # 2028769177536
print(id(d))  # 2028769177536

Python解释器在执行a = 10赋值时做以下操作：

1. 创建变量 a
2. 创建一个对象(分配一块内存)，来存储值10
3. 将变量与对象，通过指针连接起来，从变量到对象的连接称之为引用(变量引用对象)

3 浅拷贝

浅拷贝和深拷贝使用需要导入import copy模块，它们的区别是拷贝层级不同，都可以操作可变对象和不可变对象，但是一般不会操作不可变对象。

不论是深拷贝还是浅拷贝，针对不可变类型的拷贝，都不会开辟新的空间，而是拷贝对象的引用。

import copy
a = (1, 2, 3)
b = copy.copy(a)
c = copy.deepcopy(a)
print(id(a))  # 1553475958912
print(id(b))  # 1553475958912
print(id(c))  # 1553475958912

浅拷贝copy.copy()会创建新对象，复制最外层的数据，但内部容器仍然是引用。

• 外层独立：外层修改互不影响
• 共享内层：嵌套对象的修改会影响所有拷贝

import copy
a = [1, 2, 3, [4, 5, 6]]
b = copy.copy(a)  # 实际拷贝了 [1, 2, 3, 地址]# 外层在新的对象中
print(id(a))  # 2785582893824
print(id(b))  # 2785582894016# 内层还是原来的引用
print(id(a[3]))  # 2785582896960
print(id(b[3]))  # 2785582896960a[0] = 66
a[3][0] = 66print(a)  # [66, 2, 3, [66, 5, 6]]
print(b)  # [1, 2, 3, [66, 5, 6]]，外层独立，内层仍然是旧引用

在最外层只暴露了深层的引用，浅拷贝只会拷贝这个地址，而不会拷贝深层数据。

4 深拷贝

深拷贝copy.deepcopy()会创建新的对象，并且完全独立的，会递归复制所有嵌套对象。

• 完全隔离：任何修改都不会影响其他拷贝
• 内存开销：需要更多内存，因为创建所有对象的副本

import copy  
a = [1, 2, 3, [4, 5, 6]]  
b = copy.deepcopy(a)  # 外层是独立的
print(id(a))  # 1823162354432
print(id(b))  # 1823162354624# 内层也是独立的
print(id(a[3]))  # 1823162357568
print(id(b[3]))  # 1823162357952a[0] = 66  
a[3][0] = 66  print(a)  # [66, 2, 3, [66, 5, 6]]
print(b)  # [1, 2, 3, [4, 5, 6]]，完全独立，不受影响

5 总结区分

普通赋值和浅拷贝：

浅拷贝和深拷贝：

• 浅拷贝只拷贝第一层中的数据并开辟空间存储
• 深拷贝拷贝所有的数据并开辟对应的空间存储

拷贝不可变类型：
深浅拷贝对于不可变类型来说，非常类似普通的赋值，只是复制了引用。