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深浅有度,才能游刃有余,Python的copy函数实战解析
2022-03-08
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深浅有度,才能游刃有余,Python的copy函数实战解析

作者:麦叔

来源:麦叔编程

深度copy和浅度copy回顾

在【#067】我们聊到了深度copy和浅度copy,如果还没看请点击文末查看。

我们有一个对象Coder(编程者),它包含昵称,编程年数,以及所会的编程语言列表:

class Coder: def __init__(self, nickname, experience_years, skills): self.nickname = nickname self.experience_years = experience_years self.skills = skills

其中skills是一个列表,里面包含至少一种编程语言。

我们创建一个对象maishu:

maishu = Coder('maishu', 15, ['Java', 'Ruby', 'Python', 'Shell', 'Swift', 'Objective-C', 'Flutter', 'JavaScript', 'R', 'C', 'C++'])

有一位麦友,他的情况和maishu很相似,除了昵称不一样。我们想要复制一份maishu对象,这样就不用重新创建了。

我给大家留了一个问题:

上面复制maishu的情况,应该用深copy还是浅copy呢?

评论区里的答案大都很调皮:

麦友@梦终空说:

浅copy! 这样复制了别人的知识我不用学习也能跟随别人一起更新!

麦友@予瑕说:

浅拷贝好啊,可以随着原数据的更新而更新!

麦说@日常磕盐说:

麦叔真是个有趣的人,我支持浅copy!

他们的回复虽然调皮,而且也是不对的(),但也指出了浅copy的好处:可以共用数据。

在上面的例子中,应该用深copy,因为每个人的技能是不同的。感谢麦友@梁显浚HinChunLeung给出正确答案。

麦友@Lonely丶Enderman还指出了浅copy可能出错的一个地方:

浅拷贝的话,如果两个对象都写了析构函数,就会报错。原理是原对象里的属性已经被释放了,浅拷贝出来的对象就会重复释放(浅拷贝成员指向原对象)。

不过在Python中很少写析构函数,基本上都是让对象自动垃圾回收的,这个问题存在的概率不大。不过理解这一点还是很重要的。只有理解比较深入的人才能理解这一点。

Python的浅copy

Python中深copy和浅copy的函数分别copy模块中的copy()和deepcopy()。

先看看浅copy的例子:

import copy class Coder: def __init__(self, nickname, experience_years, skills): self.nickname = nickname 
  self.experience_years = experience_years
  self.skills = skills

maishu = Coder('maishu', 15, ['Java', 'Ruby', 'Python', 'Shell', 'Swift', 'Objective-C', 'Flutter', 'JavaScript', 'R', 'C', 'C++'])

guishu = copy.copy(maishu)

print(f'龟叔的名字是:{guishu.nickname}')

guishu.nickname = '龟叔' print(f'麦叔的名字是:{maishu.nickname}')

print(f'龟叔的名字是:{guishu.nickname}')

guishu.skills.append('易语言')

print(f'麦叔的技能是:{maishu.skills}')

print(f'龟叔的技能是:{guishu.skills}')

运行结果:

龟叔的名字是:maishu 麦叔的名字是:maishu 龟叔的名字是:龟叔
麦叔的技能是:['Java', 'Ruby', 'Python', 'Shell', 'Swift', 'Objective-C', 'Flutter', 'JavaScript', 'R', 'C', 'C++', '易语言'] 龟叔的技能是:['Java', 'Ruby', 'Python', 'Shell', 'Swift', 'Objective-C', 'Flutter', 'JavaScript', 'R', 'C', 'C++', '易语言'] 

解释一下:

  • 要先引入copy模块,然后调用copy模块中的copy()函数做浅copy
  • copy完成后,打印guishu的名字,发现也是maishu
  • 把guishu的名字改成龟叔后,再次打印,发现麦叔的名字还是maishu,没有变化,而guishu的名字成了龟叔要点:对于不可变类型,一个对象的改变不会影响另外一个对象。
  • 给guishu的技能添加易语言,打印后发现maishu也有了这个技能,因为:对于可变类型,浅复制的对象是通向数据的。

Python的深copy

再来看看深copy的例子,和上面唯一的区别就是改成调用deepcopy()函数。

import copy class Coder: def __init__(self, nickname, experience_years, skills): self.nickname = nickname 
  self.experience_years = experience_years
  self.skills = skills

maishu = Coder('maishu', 15, ['Java', 'Ruby', 'Python', 'Shell', 'Swift', 'Objective-C', 'Flutter', 'JavaScript', 'R', 'C', 'C++'])

guishu = copy.deepcopy(maishu) #唯一改动 print(f'龟叔的名字是:{guishu.nickname}')

guishu.nickname = '龟叔' print(f'麦叔的名字是:{maishu.nickname}')

print(f'龟叔的名字是:{guishu.nickname}')

guishu.skills.append('易语言')

print(f'麦叔的技能是:{maishu.skills}')

print(f'龟叔的技能是:{guishu.skills}')

再次运行,发现maishu的技能不受guishu影响了:

龟叔的名字是:maishu 麦叔的名字是:maishu 龟叔的名字是:龟叔
麦叔的技能是:['Java', 'Ruby', 'Python', 'Shell', 'Swift', 'Objective-C', 'Flutter', 'JavaScript', 'R', 'C', 'C++'] 龟叔的技能是:['Java', 'Ruby', 'Python', 'Shell', 'Swift', 'Objective-C', 'Flutter', 'JavaScript', 'R', 'C', 'C++', '易语言'] 

因为它们的数据是安全独立的。

应该用哪个?

应该用哪个取决于你的实际业务需求。只要理解了它们的本质区别,就可以合理运用。

说几个要点:

  • 浅copy速度快,节省内容但是会共用一些数据。
  • 浅copy之后的对象是会互相影响的,所以编码中会比较危险,要考虑更多。
  • 深copy速度慢,占用内容更多,因为数据都要深度复制一份。
  • 深copy中如果出现了循环引用,就会进入无底洞,而导致copy失败。这个点可能有点难理解,因为深度copy会一层层复制一下。如果里面的类又引用了外面的类,这就造成了一个死循环了。
深浅有度,才能游刃有余,Python的copy函数实战解析

番外

其实,人生亦如此!朋友,甚至亲情之间,也要把握好边界,懂得深浅。尤其是开玩笑的时候,更要懂得深浅,很多冲突起源于玩笑。总之,懂的深浅,才能游刃有余!

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