Python赋值、浅拷贝与深拷贝机制解析

在Python中，将对象赋值给变量，实质上是让该变量成为指向内存中存储值的引用。当把一个对象赋值给另一个变量时，新变量并未复制对象本身，而是复制了该对象的引用指针。

通常可以通过三种方式来处理对象的引用关系。

Python直接赋值

直接赋值默认执行的是浅拷贝操作，传递的是对象的引用。原始列表若发生改变，被赋值的变量也会同步发生相同的变化。这本质上是对“对象”引用的传递。

示例：

>>> list_demo = [2, 4, 6]
>>> a = list_demo
>>> print(a)
[2, 4, 6]
>>> id(list_demo)
65006808
>>> id(a)
65006808
>>> list_demo.append(8)
>>> print(list_demo)
[2, 4, 6, 8]
>>> print(a)
[2, 4, 6, 8]
>>> id(list_demo)
65006808
>>> id(a)
65006808
>>>

利用id()函数可以验证，变量list_demo与a指向的是同一个内存空间地址。当被赋值的list_demo发生变化时，被赋值的a也会随之发生相同的改变。这种现象在Python中十分普遍，这种赋值方式实现了“假装”拷贝，实际上两个变量依然指向同一个对象。

Python浅拷贝

通过import copy模块调用copy.copy()方法，该方法仅拷贝父对象，而不拷贝子对象。浅拷贝会创建一块新的内存空间，但新空间内元素的地址均拷贝自父对象元素的地址。因此，当父对象内部的子对象发生改变时，拷贝对象内部的子对象也会随之改变。

示例：

>>> list_demo1 = [2, 4, 6, [8, 10]]
>>> a = list_demo1
>>> print(list_demo1)
[2, 4, 6, [8, 10]]
>>> print(a)
[2, 4, 6, [8, 10]]
>>>
>>>
>>> import copy
>>> b = copy.copy(list_demo1)
>>> id(list_demo1)
65103472
>>> id(b)
6011200
>>> list_demo1.append(12)
>>> print(list_demo1)
[2, 4, 6, [8, 10], 12]
>>> list_demo1[3]
[8, 10]
>>>
>>>
>>>
>>> list_demo1[3].append('hello')
>>> print(list_demo1)
[2, 4, 6, [8, 10, 'hello'], 12]
>>> print(b)
[2, 4, 6, [8, 10, 'hello']]
>>> list_demo1[3]
[8, 10, 'hello']
>>> b[3]
[8, 10, 'hello']
>>>
>>>
>>>
>>> id(list_demo1)
65103472
>>> id(b)
6011200
>>> id(list_demo1[3])
64679128
>>> id(b[3])
64679128
>>>

从上述代码可以看出，执行浅拷贝时，实际上只拷贝了引用而未拷贝内容。同时，浅拷贝会针对父对象的子对象进行判断，当父对象的子对象发生改变时，拷贝对象内的子对象也会同步改变。

Python深拷贝

通过import copy模块调用copy.deepcopy()方法，深拷贝与浅拷贝相反，它进行彻底且完全的拷贝，同时拷贝父对象及子对象，并指向一个新的内存空间地址。此时，尽管源对象与拷贝对象的内容相同，但无论对谁进行修改，另一个对象均不受任何影响。

>>> list_demo2 = [2,3,4]

>>> c= copy.deepcopy(list_demo2)

>>> print(list_demo2)

[2, 3, 4]

>>> print(c)

[2, 3, 4]

>>> id(list_demo2)

6011440

>>> id(c)

6012440

>>> list_demo2.append(['a','b'])

>>> c.append([5,6])

>>> print(list_demo2)

[2, 3, 4, ['a', 'b']]

>>> print(c)

[2, 3, 4, [5, 6]]

>>> list_demo2[3].append('c')

>>> c[3].append(7)

>>> print(list_demo2)

[2, 3, 4, ['a', 'b', 'c']]

>>> print(c)

[2, 3, 4, [5, 6, 7]]

>>>

从上述代码示例可以看出list_demo2与c相互独立，无论list_demo2与c本身进行了修改，或者各自的子对象进行了修改都没有互相影响。

总结

Python赋值

赋值的本质就是将一个对象的内存空间地址赋值给一个变量，让变量指向该内存空间地址。

Python浅拷贝

浅拷贝是拷贝了源对象的引用，并创建了一个新的内存空间地址。但是引用的对象的子对象的地址仍然是源对象的，所以当源对象的子对象发生改变时，拷贝对象内的子对象同时也跟着改变。

Python深拷贝

深拷贝就是彻底的拷贝，完全的拷贝了父对象及子对象，同时指向一个新的内存空间地址。源对象与拷贝对象之间的修改互不影响。

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