python3 deepcopy Python中deepcopy的用法及注意事项

目录

• 前言
• 1.浅拷贝与深拷贝的区别
• 2.deepcopy的用法
• 3.浅拷贝与深拷贝的对比
• 4.为什么使用deepcopy？
• 5.deepcopy的职业原理
• 6.__deepcopy__技巧
• 7.使用deepcopy时的注意事项
• 拓展资料

前言

deepcopy是 Python 标准库中的copy模块提供的一个函数，它用于创建对象的深拷贝。

深拷贝与浅拷贝的区别在于，深拷贝会递归地复制对象及其包含的所有对象，而浅拷贝仅复制对象本身，而不会递归地复制对象内部的子对象。

具体来说，deepcopy会创建一个新的对象，并且确保新对象中的每个元素都是原对象中元素的独立副本，深度复制整个对象结构。

1.浅拷贝与深拷贝的区别

• 浅拷贝（shallow copy）：复制对象本身，然而对于对象内的可变对象（如列表、字典等），它们仍然指向原对象中的相同位置。即拷贝的对象是原对象的"第一层"的副本，而对于嵌套的可变对象，浅拷贝只是引用它们。

• 深拷贝（deep copy）：复制对象及其嵌套对象，确保所有的层次结构都是独立的。也就是说，深拷贝会递归地拷贝对象及其所有子对象。

2.deepcopy的用法

import copy 示例：使用 deepcopyoriginal = ‘a’: 1, ‘b’: [2, 3], ‘c’: ‘d’: 4}} 创建原对象的深拷贝deep_copied = copy.deepcopy(original) 修改深拷贝的内容，不影响原对象deep_copied[‘b’][0] = 100deep_copied[‘c’][‘d’] = 200print(“Original:”, original)print(“Deep Copied:”, deep_copied)

输出：

Original: ‘a’: 1, ‘b’: [2, 3], ‘c’: ‘d’: 4}}Deep Copied: ‘a’: 1, ‘b’: [100, 3], ‘c’: ‘d’: 200}}

解释：

• original一个包含嵌套字典和列表的字典。
• deepcopy创建了original对象的一个新副本，其中包括了original中所有嵌套结构（列表和字典）的独立副本。
• 修改deep_copied中的b列表和c字典的值，不会影响到原始对象original，由于它们已经是完全独立的对象。

3.浅拷贝与深拷贝的对比

我们可以通过下面的例子进一步了解浅拷贝与深拷贝的区别：

import copy 示例对象：一个包含可变对象的字典original = ‘a’: 1, ‘b’: [2, 3], ‘c’: ‘d’: 4}} 创建浅拷贝shallow_copied = copy.copy(original) 修改浅拷贝的内部结构shallow_copied[‘b’][0] = 100shallow_copied[‘c’][‘d’] = 200print(“Original:”, original)print(“Shallow Copied:”, shallow_copied)

输出：

Original: ‘a’: 1, ‘b’: [100, 3], ‘c’: ‘d’: 200}}Shallow Copied: ‘a’: 1, ‘b’: [100, 3], ‘c’: ‘d’: 200}}

解释：

• shallow_copied是通过浅拷贝创建的，b列表和c字典仍然指向original中的同一个对象，因此修改shallow_copied内部的b和c也会影响original。
• 深拷贝不同，它会递归地复制所有的对象结构，避免了这种情况。

4.为什么使用deepcopy？

• 避免意外修改原始对象：如果对象是嵌套的（比如包含列表、字典等可变类型），使用浅拷贝可能导致修改深层对象时，原始对象被意外修改。deepcopy可以确保所有的层次结构都被独立复制，避免这种情况。

• 独立的副本：有些场景下，你需要对一个对象进行修改，然而又希望保留原始对象不受影响。使用deepcopy可以确保创建一个完全独立的副本。

5.deepcopy的职业原理

deepcopy实际上会递归地遍历对象的所有层级，并对每个元素进行拷贝。对于内置类型（如列表、字典、集合等），它会根据对象的类型来决定怎样拷贝。如果对象中含有自定义的类或对象，deepcopy会根据类的__deepcopy__技巧来处理。

如果对象是不可变类型（如数字、字符串、元组等），deepcopy会直接返回对象本身，由于它们本身就是不可变的。

6.__deepcopy__技巧

对于某些自定义对象，你可以通过实现__deepcopy__技巧来定义对象的深拷贝行为。这个技巧会在deepcopy时被自动调用。

import copyclass MyClass: def __init__(self, value): self.value = value def __deepcopy__(self, memo): 自定义深拷贝逻辑 new_obj = MyClass(self.value) print(f”Deep copying MyClass with value self.value}”) return new_obj 创建一个 MyClass 对象obj = MyClass(42) 对 MyClass 对象进行深拷贝obj_copy = copy.deepcopy(obj)

输出：

Deep copying MyClass with value 42

解释：

• __deepcopy__技巧允许你自定义对象在深拷贝时的行为。在这个例子中，我们自定义了MyClass的__deepcopy__技巧来创建一个新的MyClass对象，并打印出深拷贝的相关信息。

7.使用deepcopy时的注意事项

• 性能开销：deepcopy会递归复制对象的所有层次，因此对于包含大量嵌套对象的复杂数据结构，使用deepcopy可能会带来较大的性能开销。在性能要求较高的场合，最好避免不必要的深拷贝。

• 引用计数：deepcopy会创建所有嵌套对象的新副本，因此原始对象和拷贝对象之间没有任何共享部分。若有大量对象需要复制，可能会导致内存消耗较大。

• 循环引用：deepcopy可以处理循环引用（即对象间相互引用），通过一个memo字典来确保每个对象只会被复制一次。

拓展资料

deepcopy是一种创建对象完全独立副本的工具，特别适用于需要复制复杂数据结构（如包含嵌套列表、字典等可变对象）的场景。

与浅拷贝不同，深拷贝会递归地复制对象及其所有嵌套元素，确保原始对象和副本之间没有任何共享部分。

在处理复杂对象或需要完全独立副本的场景中，deepcopy是非常有用的工具。

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