Python可变与不可变数据和深拷贝与浅拷贝


Posted in Python onApril 06, 2022

浅拷贝和深拷贝

拷贝函数是专门为可变数据类型listsetdict使用的一种函数。作用是,当一个值指向另一个值的时候,也不会影响指向的值,如果被指向的数据是可变数据,那么它一旦被修改,指向的数据也会随之改变。

什么是可变数据和不可变数据

我们来举一个例子,整型是不可变的数据,那么为什么是不可变的数据呢?一个数据是不是可变的就要关系到python的缓存机制。

当一个数据发生变化,如果它的内存地址没有发生变化,就说明这是一个可变数据。

比如说,我们现在创建一个值是a的变量,它的值是100,然后让这个数值发生变化,观察者个变量的内存地址是否发生了变化。

a = 100
print(a, id(a)) # 100 1610845392

a += 100
print(a, id(a)) # 200 1610848592

我们发现数值发生了变化,变量的内存也跟着发生了变化,我们再创建一个变量b,值也是整型100

b = 100
print(b, id(b))	# 100 1610845392

发现b的内存地址和a的内存地址是一样的,也就是说,像整型这样的数据类型,一个数字就独占一个内存地址,当某个指向这个值的变量,发生了变化的时候,不是这个变量的值要改变,而是这个变量要寻找改变后的值的内存地址,然后重新的指向它。只要你的硬件不重新启动,那么这个内存地址就永远也不会发生变化了,这样的数据就是不可变数据。

那么,反之就是可变数据,指的就是当变量指向的值发生变化之后,在这个内存地址上的值实打实的发生变化的值,就是可变数据类型。

比如列表,列表发生改变之后,是在原有的基础上发生变化的,所以内存地址是不会改变的,这就是可变数据类型,可变数据类型没有内存缓存机制,不能节省内存,所以一模一样的数据,他们的内存地址可能是不相同的。

a = [1, 2]
print(a, id(a)) # [1, 2] 1528536069896

a.append(3)
print(a, id(a)) # [1, 2, 3] 1528536069896

# b 和 a的值相同,但是内存地址不相同
b = [1, 2, 3]
print(b, id(b)) # [1, 2, 3] 1528536069832

那么拷贝函数是干什么的?

在我们的实际工作当中,经常会使用的一种操作就是定义一个变量,它的值直接就赋给了一个原有的变量之上。可是变量定义之后我们绝不是用来作为一个摆设的,而是要做运算、或者是做一个临时的存储,那么原有的变量的值是要改变的,问题就来了,如果是一个不可变的数据还好,如果是可变的数据,直接的赋值他们的内存地址是相同的, 如果一个变量的值发生变化,同内存地址的的值就都发生改变了,我们的向要临时存储的值也就不再是我们想要的那个值了,这是绝大多数的时候我们不想看到的结果。

我们拿整型为例,变量a直接赋值给变量b,这个时候的变量a b 的值是相同的,但是如果变量a的值发生了变化,是丝毫不影响变量b的值的。

a = 100
print(a, id(a))  # 100 1610845392

b = a
print(b, id(b))  # 100 1610845392

a += 100
print(a, id(a))  # 200 1610848592
print(b, id(b))  # 100 1610845392

但是如果是可变数据就不是这样的情况了

a = [1, 2]
print(a, id(a))  # [1, 2] 2077688035080

b = a
print(b, id(b))  # [1, 2] 2077688035080

a.append(3)
print(a, id(a))  # [1, 2, 3] 2077688035080
print(b, id(b))  # [1, 2, 3] 2077688035080

不可变数据的这个特性既是一个优点也是一个缺点,缺点就是如果我们想要保存a变量发生变化之前的的一个状况的时候,是保存不下来的,这个时候就出现了拷贝函数,它可以将可变数据变成不可变数据那样的效果。

浅拷贝

使用拷贝函数,将a变量放入作为参数放入函数中,使用b变量接受函数的返回值,就成功的拷贝了变量a,变量b的内存地址和变量a的不一样,这样当它们其中一方发生变化之后,不会影响到另一方的数据。

# 拷贝函数不能直接使用,需要使用import导入copy模块,copy模块的copy函数就是浅拷贝

import copy

a = [1, 2, 3]

# 变量b不在直接是变量a的直接赋值了,而是通过copy函数的返回值
b = copy.copy(a)

# 他们的数值一样,但是内存地址不同,所以他们之间的任意一方发生变化都不会影响到第二方。
print(a, id(a))  # [1, 2, 3] 2343743813320
print(b, id(b))  # [1, 2, 3] 2343743813192

a.append(4)
print(a, id(a))  # [1, 2, 3, 4] 2343743813320
print(b, id(b))  # [1, 2, 3] 2343743813192

但是如果变量a是一个二级容器或者是一个更多级容器,浅拷贝无法拷贝第二级容器或者更多级的容器,所以当第二级容器或者是更多级的容器发生变化的时候,还是会发生变化,因为浅拷贝只能拷贝一级容器,所以多级容器的内存地址还是相同的。

import copy

a = [[66,88], 2, 3]

b = copy.copy(a)

print(a, id(a))  # [[66, 88], 2, 3] 2431683163720
print(b, id(b))  # [[66, 88], 2, 3] 2431683162184

# 改变二级容器
a[0].append(100)
print(a, id(a))  # [[66, 88, 100], 2, 3] 2431683163720
print(b, id(b))  # [[66, 88, 100], 2, 3] 2431683162184

# 浅拷贝不能拷贝二级及以上的容器
print(id(a[0]))  # 1582481372872
print(id(b[0]))  # 1582481372872

深拷贝

浅拷贝只能拷贝一级容器

所以诞生了深拷贝,深拷贝可以拷贝所有级别的容器。

import copy

a = [[66,88], 2, 3]

# 深拷贝使用deepcopy函数
b = copy.deepcopy(a)


print(a, id(a))  # [[66, 88], 2, 3] 2168411158088
print(b, id(b))  # [[66, 88], 2, 3] 2168411156552

a[0].append(100)
print(a, id(a))  # [[66, 88, 100], 2, 3] 2168411158088
print(b, id(b))  # [[66, 88], 2, 3] 2168411156552

# 深拷贝所有级别的容器
print(id(a[0]))  # 2168411158216
print(id(b[0]))  # 2168411122760

总结

使用深浅拷贝需要导入copy模块;

浅拷贝使用copy函数,只能拷贝一级容器的所有元素;

深拷贝使用deepcopy函数,可以拷贝所有级别容器的所有元素;

标准库copy中只有copydeepcopy两个函数对外开放使用;

因为深拷贝要拷贝的元素跟多,所以速度会远不如浅拷贝,在编程的过程中要注意避免造成多余的系统负担;

python中的不可变数据是Number、string、tuple,可变数据是list、set、dict;而拷贝就是专门为可变数据提供的,所以深浅拷贝只适用于list、set、dict,当然,可变数据使用拷贝函数也不会出错,但是没有意义。

到此这篇关于Python可变与不可变数据和深拷贝与浅拷贝的文章就介绍到这了,更多相关Python数据与拷贝内容请搜索三水点靠木以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持三水点靠木!

Python 相关文章推荐
Python中集合类型(set)学习小结
Jan 28 Python
python中threading超线程用法实例分析
May 16 Python
Python的几个高级语法概念浅析(lambda表达式闭包装饰器)
May 28 Python
Python的装饰器用法学习笔记
Jun 24 Python
python3实现抓取网页资源的 N 种方法
May 02 Python
python 读取excel文件生成sql文件实例详解
May 12 Python
python多线程之事件Event的使用详解
Apr 27 Python
Python3 JSON编码解码方法详解
Sep 06 Python
在 Jupyter 中重新导入特定的 Python 文件(场景分析)
Oct 27 Python
Python socket模块ftp传输文件过程解析
Nov 05 Python
python中round函数如何使用
Jun 19 Python
使用Python判断一个文件是否被占用的方法教程
Dec 16 Python
Python 全局空间和局部空间
Apr 06 #Python
Selenium浏览器自动化如何上传文件
Apr 06 #Python
在Python 中将类对象序列化为JSON
Apr 06 #Python
Python中itertools库的四个函数介绍
Apr 06 #Python
如何用六步教会你使用python爬虫爬取数据
基于Python实现射击小游戏的制作
python使用opencv对图像添加噪声(高斯/椒盐/泊松/斑点)
You might like
检查url链接是否已经有参数的php代码 添加 ? 或 &
2010/02/09 PHP
测试PHP连接MYSQL成功与否的代码
2013/08/16 PHP
PHP基于MySQL数据库实现对象持久层的方法
2015/06/17 PHP
ThinkPHP控制器详解
2015/07/27 PHP
thinkphp5.1 文件引入路径问题及注意事项
2018/06/13 PHP
PHP命名空间与自动加载机制的基础介绍
2019/08/25 PHP
javascript读取xml
2006/11/04 Javascript
图片上传即时显示缩略图的js代码
2009/05/27 Javascript
js 手机号码合法性验证代码集合
2012/09/29 Javascript
面向切面编程(AOP)的理解
2015/05/01 Javascript
基于jquery实现简单的分页控件
2016/03/17 Javascript
老生常谈JavaScript中的this关键字
2016/10/01 Javascript
js提示框替代系统alert,自动关闭alert对话框的实现方法
2016/11/07 Javascript
jquery实现异步加载图片(懒加载图片一种方式)
2017/04/24 jQuery
微信小程序开发之好友列表字母列表跳转对应位置
2017/09/26 Javascript
vue watch普通监听和深度监听实例详解(数组和对象)
2018/08/16 Javascript
Vue-input框checkbox强制刷新问题
2019/04/18 Javascript
Python简单检测文本类型的2种方法【基于文件头及cchardet库】
2016/09/18 Python
分享一个简单的python读写文件脚本
2017/11/25 Python
CentOS7下python3.7.0安装教程
2018/07/30 Python
Python全局变量与局部变量区别及用法分析
2018/09/03 Python
Python3实现的回文数判断及罗马数字转整数算法示例
2019/03/27 Python
python实现淘宝购物系统
2019/10/25 Python
PyCharm汉化安装及永久激活详细教程(靠谱)
2020/01/16 Python
Python @property原理解析和用法实例
2020/02/11 Python
Python3实现英文字母转换哥特式字体实例代码
2020/09/01 Python
Python 3.9的到来到底是意味着什么
2020/10/14 Python
Matplotlib配色之Colormap详解
2021/01/05 Python
html5调用摄像头功能的实现代码
2018/05/07 HTML / CSS
英国灯具和灯泡网上商店:Lights.co.uk
2018/02/02 全球购物
什么是数据抽象
2016/11/26 面试题
How to spawning asynchronous work in J2EE
2016/08/29 面试题
党员自我评议个人对照检查材料
2014/09/16 职场文书
会议欢迎词
2015/01/23 职场文书
vue响应式原理与双向数据的深入解析
2021/06/04 Vue.js
win11无法登录onedrive错误代码0x8004def7怎么办 ?
2022/04/05 数码科技