我对浅拷贝和深拷贝中的对象是如何引用的感到困惑

Question

浅_复制

foo = [1, 2, []] 
bar = foo.copy() 
foo[0] is bar[0] 
foo[2] is bar[2] 

True 
True 

这是否意味着它们都引用相同的对象？ 然而，当我修改它们时，它们的行为有所不同。

bar[0] = 0 
print(foo) 

[1, 2, []] 

bar[-1].append(3)
print(foo) 

[1, 2, [3]] 

如果 foo[0] 和 bar[0] 引用同一个对象，当我修改 bar[0] 时，为什么 foo[0] 保持不变？当我修改 bar[2] 时，foo[2] 发生了变化

深度_复制

foo = [1, 2, []] 
bar = copy.deepcopy(foo)
foo[0] is bar[0] foo[2] is bar[2] 

True 
False 

另外，为什么 foo[2] 和 bar[2] 在这里不引用同一个对象

Answer 1

这里混乱的根本根源是你实际上正在改变哪个对象。以下行：

bar[0] = 0 

变异

bar

，而不是

bar[0]

。另一方面，

bar[-1].append(3)

变异

bar[-1]

，因为

.append

是一种变异方法。

但是如果你做了同样的事情，你会看到相同的行为：

>>> foo = [1, 2, []]
>>> bar = foo.copy()
>>> foo[-1] = [3]
>>> foo, bar
([1, 2, [3]], [1, 2, []])
>>>

Answer 2

除了评论：

您可以使用

id()

方法查看项目的唯一（身份）id。 “这保证在同时存在的对象中是唯一的”。

所以修改成这样的代码会更清晰：

foo = [1, 2, []] 
bar = foo.copy() 
print(foo[0] is bar[0]) 
print(foo[2] is bar[2]) 


print('foo id:', id(foo))
print('bar id:', id(bar))


print('bar[0] id:', id(bar[0]))

print('foo:', foo)

bar[-1].append(3)

print('bar:', bar)

返回这个：

True
True
foo id: 2526001813312
bar id: 2526001811840
bar[0] id: 140706948506408
foo: [1, 2, []]
bar: [1, 2, [3]]

特别是，您现在可以看到 id 是不同的。所以它们实际上是不同的对象。

因此对

bar

的修改不会修改

foo

，反之亦然。

对于深度复制部分，代码需要导入和修改，如下所示，以显示正在发生的情况。

import copy
foo = [1, 2, []] 
bar = copy.deepcopy(foo)
print('foo:', foo)
print('bar:', bar)

print(foo[0] is bar[0]) 
print(foo[2] is bar[2])
print([] is []) 

返回这个：

foo: [1, 2, []]
bar: [1, 2, []]
True
False
False

基本上

foo[2]

和

bar[2]

是空列表。 我们可以从

print([] is [])

看到我们得到

False

。

这里是文档的链接： https://docs.python.org/3/library/copy.html#copy.deepcopy

Answer 3

您可以使用模块 memory_graph 绘制数据图表，以更好地理解 Python 数据模型：

import memory_graph # see link above for install instructions
import copy

foo = [1, 2, []] 

bar_shallow = foo.copy() 
print( foo[0] is bar_shallow[0] ) # True
print( foo[2] is bar_shallow[2] ) # True

bar_deep = copy.deepcopy(foo)
print( foo[0] is bar_deep[0] ) # True
print( foo[2] is bar_deep[2] ) # False

memory_graph.d() # show the graph

结果图表清楚地表明：

• foo.copy()

  进行浅复制，第一个元素被复制，但底层数据被共享。

• copy.deepcopy(foo)

  进行深度复制，所有数据都被复制并且没有任何内容被共享。

这解释了为什么

foo[2]

与

bar_shallow[2]

是相同的列表，但 不是 与

bar_deep[2]

相同的列表。

完全披露：我是memory_graph的开发者。