在很多語言中都存在深淺拷貝兩種拷貝數(shù)據(jù)的方式，Python中也不例外。本文中詳細(xì)介紹了Python中的深淺拷貝的相關(guān)知識，文章的內(nèi)容包含：

• 對象、數(shù)據(jù)類型、引用
• 賦值
• 淺拷貝
• 深拷貝

我們經(jīng)常聽到：在Python中一切皆對象。其實(shí)，說的就是我們在Python中構(gòu)造的任何數(shù)據(jù)類型都是一個對象，不管是數(shù)字、字符串、字典等常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還是函數(shù)，甚至是我們導(dǎo)入的模塊等，Python都會把它當(dāng)做是一個對象來處理。

所有的Python對象都擁有3個屬性：

• 身份
• 類型
• 值

我們看一個簡單的例子來理解上面的3個屬性：

假設(shè)我們聲明了一個name變量，通過id、type方法能夠查看對象的身份和類型：

甚至是type本身也是一個對象，它也擁有自己的身份、類型：

Python中，萬物皆對象

2.1 可變和不可變類型

在Python中，按照更新對象的方式，我們可以將對象分為2大類：可變數(shù)據(jù)類型和不可變數(shù)據(jù)類型。

• 不可變數(shù)據(jù)類型：數(shù)值、字符串、布爾值。不可變對象就是對象的身份和值都不可變。新創(chuàng)建的對象被關(guān)聯(lián)到原來的變量名，舊對象被丟棄，垃圾回收器會在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)回收這些對象。

• 可變數(shù)據(jù)類型：列表、字典、集合。所謂的可變指的是可變對象的值可變，但是身份是不可變的。

首先我們看看不可變對象：

當(dāng)我們定義了一個對象str1，給其賦值了“python”，便會在內(nèi)存中找到一個固定的內(nèi)存地址來存放；但是，當(dāng)我們將“python”定義成另一個變量名的時候，我們發(fā)現(xiàn)：它在內(nèi)存中的位置是不變的。

也就是說，這個變量在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的位置是不變的，只是換了一個名字來存放，來看3個實(shí)際的例子：

以上的例子說明：當(dāng)我們對字符串、數(shù)值型、布爾值的數(shù)據(jù)改變變量名，并不會影響到數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的位置。

我們看看可變類型的例子，列表、字典、集合都是一樣的效果：

雖然是相同的數(shù)據(jù)，但是變量名字不同，內(nèi)存中仍然會開辟新的內(nèi)存地址來進(jìn)行存放相同的數(shù)據(jù)，我們以字典為例：

2.2 引用

在Python語言中，每個對象都會在內(nèi)存中申請開辟一塊新的空間來保存對象；對象在內(nèi)存中所在位置的地址稱之為引用。

可以說，我們定義的變量名實(shí)際上就是對象的地址引用。引用實(shí)際上就是內(nèi)存中的一個數(shù)字地址編號。在使用對象的時候，只要知道這個對象的地址，我們就可以操作這個對象。

因?yàn)檫@個數(shù)字地址不太容易記憶，所以我們使用變量名的形式來代替對象的數(shù)字地址。在Python中，變量就是地址的一種表示形式，并不會開辟新的存儲空間。

我們通過一個例子來說明變量和變量指向的引用（內(nèi)存地址）實(shí)際上就是一個東西：

3.1 相同數(shù)據(jù)，不同變量名

討論完P(guān)ython的對象、屬性和引用3個重要的概念之后，在正式介紹深淺拷貝之前，我們先討論P(yáng)ython中的賦值。

在Python中，每次賦值都會開辟新的內(nèi)存地址來存放數(shù)據(jù)，比如我們同時存放一個列表[1,2,3]，即使數(shù)據(jù)是相同的，但是內(nèi)存地址卻不同：

其實(shí)就是兩個不同的變量，只是恰好它們存放了相同的數(shù)據(jù)而已，但是存放的地址是不同的。

我們給v1列表追加了一個元素，發(fā)現(xiàn)它的內(nèi)存地址是不變的，當(dāng)然v2肯定是不變的：

3.2 一個變量多次賦值

如果我們對一個變量多次賦值，其內(nèi)存是會變化的：

3.3 變量賦值

將一個變量賦值給另一個變量，其實(shí)它們就是同一個對象：數(shù)據(jù)相同，在內(nèi)存中的地址也相同：

當(dāng)我們給V1追加一個元素，V2也會同時變化：

實(shí)際上它們就是同一個對象！！！！

3.4 嵌套賦值

如果是列表中嵌套著另外的列表，那么當(dāng)改變其中一個列表的時候，另一個列表中的也會隨著改變：

原始數(shù)據(jù)信息：

當(dāng)我們給v1追加了新元素之后：

總結(jié)：賦值其實(shí)就是將一個對象的地址賦值給一個變量，使得變量指向該內(nèi)存地址。

在Python中進(jìn)行拷貝之前，我們需要導(dǎo)入模塊：

import copy

??淺拷貝只是拷貝數(shù)據(jù)的第一層，不會拷貝子對象。

4.1 不可變類型的淺拷貝

如果只是針對不可變的數(shù)據(jù)類型（字符串、數(shù)值型、布爾值），淺拷貝的對象和原數(shù)據(jù)對象是相同的內(nèi)存地址：

從上面的結(jié)果中我們可以看出來：針對不可變類型的淺拷貝，只是換了一個名字，對象在內(nèi)存中的地址其實(shí)是不變的。

4.2 可變類型的淺拷貝

首先我們討論的是不存在嵌套類型的可變類型數(shù)據(jù)（列表、字典、集合）：

從上面的例子看出來：

• 列表本身的淺拷貝對象的地址和原對象的地址是不同的，因?yàn)榱斜硎强勺償?shù)據(jù)類型。
• 列表中的元素（第1個元素為例）和淺拷貝對象中的第一個元素的地址是相同的，因?yàn)?strong style="font-weight: bold;line-height: 1.75em;color: rgb(60, 123, 100);">元素本身是數(shù)值型，是不可變的。

通過一個圖形來說明這個關(guān)系：

字典中也存在相同的情況：字典本身的內(nèi)存地址不同，但是里面的鍵、值的內(nèi)存地址是相同的，因?yàn)殒I值都是不可變類型的數(shù)據(jù)。

如果可變類型的數(shù)據(jù)中存在嵌套的結(jié)構(gòu)：

從上面的兩個例子中我們可以看出來：

在可變類型的數(shù)據(jù)中，如果存在嵌套的結(jié)構(gòu)類型，淺拷貝只復(fù)制最外層的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致內(nèi)存地址發(fā)生變化，里面數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址不會變

深拷貝不同于淺拷貝的是：深拷貝會拷貝所有的可變數(shù)據(jù)類型，包含嵌套的數(shù)據(jù)中的可變數(shù)據(jù)。深拷貝是變量對應(yīng)的值復(fù)制到新的內(nèi)存地址中，而不是復(fù)制數(shù)據(jù)對應(yīng)的內(nèi)存地址。

5.1 不可變類型的深拷貝

關(guān)于不可變類型的深淺拷貝，其效果是相同的，具體看下面的例子：

我們得出一個結(jié)論：針對不可變數(shù)據(jù)類型的深淺拷貝，其結(jié)果是相同的。

5.2 可變類型的深拷貝

首先我們討論的是不存在嵌套的情況：

針對列表數(shù)據(jù)：

針對字典數(shù)據(jù)：

我們可以得出結(jié)論：

• 深拷貝對最外層數(shù)據(jù)是只拷貝數(shù)據(jù)，會開辟新的內(nèi)存地址來存放數(shù)據(jù)。
• 深拷貝對里面的不可變數(shù)據(jù)類型直接復(fù)制數(shù)據(jù)和地址，和可變類型的淺拷貝是相同的效果。

我們討論存在嵌套類型的深拷貝（以列表為例）。

結(jié)論1：對整個存在嵌套類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行深淺拷貝都會發(fā)生內(nèi)存的變化，因?yàn)閿?shù)據(jù)本身是可變的。

結(jié)論2：我們查看第一個元素1的內(nèi)存地址，發(fā)生三者是相同的，因?yàn)?是屬于數(shù)值型，是不可變類型。

結(jié)論3：我們查看第三個元素即里面嵌套列表的內(nèi)存，發(fā)現(xiàn)只有深拷貝是不同的，因?yàn)檫@個嵌套的列表是可變數(shù)據(jù)類型，深拷貝在拷貝了最外層之后還會繼續(xù)拷貝子層級的可變類型。

結(jié)論4：我們查看嵌套列表中的元素的內(nèi)存地址，發(fā)現(xiàn)它們是相同的，因?yàn)樵厥菙?shù)值型，是不可變的，不受拷貝的影響。

6.1 不存在嵌套結(jié)構(gòu)

當(dāng)元組中不存在嵌套結(jié)構(gòu)的時候，元組的深淺拷貝是相同的效果：

6.2 存在嵌套結(jié)構(gòu)

當(dāng)元組的數(shù)據(jù)中存在嵌套的可變類型，比如列表等，深拷貝會重新開辟地址，將元組重新成成一份。

在文章的開始就已經(jīng)談過：在Python中每個變量都有自己的標(biāo)識、類型和值。每個對象一旦創(chuàng)建，它的標(biāo)識就絕對不會變。一個對象的標(biāo)識，我們可以理解成其在內(nèi)存中的地址。is()運(yùn)算符比較的是兩個對象的標(biāo)識；id()方法返回的就是對象標(biāo)識的整數(shù)表示。

總結(jié)：is()比較對象的標(biāo)識；==運(yùn)算符比較兩個對象的值（對象中保存的數(shù)據(jù)）。在實(shí)際的編程中，我們更多關(guān)注的是值，而不是標(biāo)識本身。

第一個例子：我們創(chuàng)建了兩個不同的對象，只是它們的值剛好相同而已。

第二個例子：我們先創(chuàng)建了一個對象v3，然后將他賦值給另一個對象v4，其實(shí)它們就是相同的對象，所以標(biāo)識（內(nèi)存地址）是相同的，只是它們的名字不同而已。

通過大量的例子，我們得出結(jié)論：

• 在不可變數(shù)據(jù)類型中，深淺拷貝都不會開辟新的內(nèi)存空間，用的都是同一個內(nèi)存地址。
• 在存在嵌套可變類型的數(shù)據(jù)時，深淺拷貝都會開辟新的一塊內(nèi)存空間；同時，不可變類型的值還是指向原來的值的地址。

不同的是：在嵌套可變類型中，淺拷貝只會拷貝最外層的數(shù)據(jù)，而深拷貝會拷貝所有層級的可變類型數(shù)據(jù)。

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