技術標籤：Pythonpython列表

一、深複製與淺複製

• 列表是Python中自帶的一種資料結構，在使用列表時，拷貝操作不可避免，下面簡單討論一下列表的深複製（拷貝）與淺複製

首先看程式碼：

l1 = [5, 4, 3, 2, 1]
# 用兩種方法實現對列表l1的拷貝
l2 = l1
l3 = l1[:]
print(l1) # [5, 4, 3, 2, 1]
print(l2) # [5, 4, 3, 2, 1]
print(l3) # [5, 4, 3, 2, 1]

#修改l1
l1[0] = 9
print(l1) # [9, 4, 3, 2, 1]
print(l2) # [9, 4, 3, 2, 1]
print(l3) # [5, 4, 3, 2, 1]
 

我們發現修改l1的第一個元素後，l2的第一個元素跟著改變，而l3並沒有發生變化。Python內建函式id()可以返回元素的地址，那麼我們使用這個函式來看一下三個列表的地址：

print(id(l1)) # 2927957162504
print(id(l2)) # 2927957162504
print(id(l3)) # 2927923243528

從結果來看，l1和l2地址是一樣的，也就是說l1和l2指向的是同一塊記憶體區域，顯然，通過 l2 = l1 操作，l1和l2都成了指向同一塊記憶體地址的“指標”，也就是說這個操作是為l1取了一個別名，也可以說l2是l1的一個引用。用一張圖來解釋：

那麼修改l1也就是在修改l2：

接下來看一下建立l3的過程，l3=l1[:] ，這是將l1進行切片，並將切片後的列表拷貝到l3所指向的記憶體區域，同樣看圖：

也就是說l1和l3指向不同的記憶體區域，那麼修改l1並不會影響到l3：

通俗的來講，像l2這種，拷貝出來的物件和原物件的地址相同，為淺複製，像l3這種，分配新的記憶體空間並拷貝原始內容的，拷貝出來的物件和原物件的地址不同，為深複製。

二、複製列表內元素的淺複製

• 在複製列表中的所有元素的時候，進行淺複製

看一個比較有意思的東西，看程式碼：

l1 = [1,2,3,[1,3]]
l2 = l1[:]
l1[3][1] = 9
print(l1) # [1, 2, 3, [1, 9]]
print(l2) # [1, 2, 3, [1, 9]]
 

按照前面的理解，修改l1某個元素後，l2應該不會發生改變，可結果卻與我們預想的結果大相徑庭，於是，我們不得不思考一下l2深複製到底複製了什麼東西。實際上列表其實可以理解為一個“指標”，l1[3]是一個列表元素，l2[3]也是一個列表元素，執行以下程式碼：

print(id(l2[3])) # 2014816956232
print(id(l1[3])) # 2014816956232

我們發現l1[3]和l2[3]指向的地址是一樣的，也就是說在執行l2 = l1[:] 的時候，將一個地址拷貝了，所以修改l1[3]相當於修改l2[3]，所以才會出現上述結果，這更加說明了列表其實就是一個指向一片記憶體區域的“指標”。那麼我們是不是可以說列表l2深複製l1，但是對列表中每個元素進行復制時進行的是淺複製呢？答案顯而易見。

修改l1[3]中的元素：

三、copy()和deepcopy()

• copy模組可以幫助我們實現物件的複製操作

列舉一下其他的拷貝列表的方式：

l4 = l1 * 1
print(id(l4)) # 2927957916296
l5 = list(l1)
print(id(l5)) # 2927957767816
import copy
l6 = copy.copy(l1)
print(id(l6)) # 2927956854024
l7 = copy.deepcopy(l1)
print(id(l7)) # 2927958503368

我們可以看到，這幾種拷貝方式所得到的的新物件與原物件的地址都不相同了，並沒有按照字面意思（copy進行淺複製，deepcopy進行深複製），那麼copy()和deepcopy()究竟有什麼區別呢，繼續看程式碼：

list1 = [1,2,3,[1,3]]
list2 = list1[:]
list3 = copy.copy(list1)
list4 = copy.deepcopy(list1)
list1[3][0] = 9
print(list1) # [1, 2, 3, [9, 3]]
print(list2) # [1, 2, 3, [9, 3]]
print(list3) # [1, 2, 3, [9, 3]]
print(list4) # [1, 2, 3, [1, 3]]
print(id(list1[3])) # 2927923172616
print(id(list2[3])) # 2927923172616
print(id(list3[3])) # 2927923172616
print(id(list4[3])) # 2927967190728

可以發現copy()和前面提到的用 [:] 進行拷貝沒有本質上的區別，對列表中的每個元素進行復制時進行的是淺拷貝，而deepcopy()在複製列表中的每個元素的時候，進行的是深拷貝。

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