B18_NumPy副本和视图（视图或浅拷贝、副本或深拷贝、深浅拷贝）

NumPy副本和视图

副本是一个数据的完整的拷贝，如果我们对副本进行修改，它不会影响到原始数据，物理内存不在同一位置。

视图是数据的一个别称或引用，通过该别称或引用亦便可访问、操作原有数据，但原有数据不会产生拷贝。如果我们对视图进行修改，它会影响到原始数据，物理内存在同一位置。

视图一般发生在：

1、numpy的切片操作返回原数据的视图。
2、调用ndarray的view()函数产生一个视图。
副本一般发生在：
Python序列的切片操作，调用deepCopy()函数。
调用ndarray的copy()函数产生一个副本。
无复制
简单的赋值不会创建数组对象的副本。相反，它使用原始数组的相同id()来访问它。 id()返回 Python 对象的通用标识符，类似于 C 中的指针。

此外，一个数组的任何变化都反映在另一个数组上。例如，一个数组的形状改变也会改变另一个数组的形状。
实例

import numpy as npa = np.arange(6)
print ('我们的数组是：')
print (a)
print ('调用 id() 函数：')
print (id(a))
print ('a 赋值给 b：')
b = a
print (b)
print ('b 拥有相同 id()：')
print (id(b))
print ('修改 b 的形状：')
b.shape =  3,2
print (b)
print ('a 的形状也修改了：')
print (a)

输出结果为：

我们的数组是：
[0 1 2 3 4 5]
调用 id() 函数：
2160389265488
a 赋值给 b：
[0 1 2 3 4 5]
b 拥有相同 id()：
2160389265488
修改 b 的形状：
[[0 1][2 3][4 5]]

视图或浅拷贝

ndarray.view() 方会创建一个新的数组对象，该方法创建的新数组的维数更改不会更改原始数据的维数。
实例

import numpy as np# 最开始 a 是个 3X2 的数组
a = np.arange(6).reshape(3, 2)
print('数组 a：')
print(a)
print('创建 a 的视图：')
b = a.view()
print(b)
print('两个数组的 id() 不同：')
print('a 的 id()：')
print(id(a))
print('b 的 id()：')
print(id(b))
# 修改 b 的形状，并不会修改 a
b.shape = 2, 3
print('b 的形状：')
print(b)
print('a 的形状：')
print(a)

输出结果为：

数组 a：
[[0 1][2 3][4 5]]
创建 a 的视图：
[[0 1][2 3][4 5]]
两个数组的 id() 不同：
a 的 id()：
2336918390944
b 的 id()：
2336918391184
b 的形状：
[[0 1 2][3 4 5]]
a 的形状：
[[0 1][2 3][4 5]]

使用切片创建视图修改数据会影响到原始数组：

import numpy as nparr = np.arange(12)
print('我们的数组：')
print(arr)
print('创建切片：')
a = arr[3:]
b = arr[3:]
a[1] = 123
b[2] = 234
print(arr)
print(id(a), id(b), id(arr[3:]))

输出结果为：

我们的数组：
[ 0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11]
创建切片：
[  0   1   2   3 123 234   6   7   8   9  10  11]
2897481484528 2897481484448 2897481484688

变量 a,b 都是 arr 的一部分视图，对视图的修改会直接反映到原数据中。但是我们观察 a,b 的 id，他们是不同的，也就是说，视图虽然指向原数据，但是他们和赋值引用还是有区别的。

副本或深拷贝

ndarray.copy() 函数创建一个副本。对副本数据进行修改，不会影响到原始数据，它们物理内存不在同一位置。

import numpy as npa = np.array([[10, 10], [2, 3], [4, 5]])
print('数组 a：')
print(a)
print('创建 a 的深层副本：')
b = a.copy()
print('数组 b：')
print(b)
# b 与 a 不共享任何内容
print('我们能够写入 b 来写入 a 吗？')
print(b is a)
print('修改 b 的内容：')
b[0, 0] = 100
print('修改后的数组 b：')
print(b)
print('a 保持不变：')
print(a)

输出结果为：

数组 a：
[[10 10][ 2  3][ 4  5]]
创建 a 的深层副本：
数组 b：
[[10 10][ 2  3][ 4  5]]
我们能够写入 b 来写入 a 吗？
False
修改 b 的内容：
修改后的数组 b：
[[100  10][  2   3][  4   5]]
a 保持不变：
[[10 10][ 2  3][ 4  5]]

深浅拷贝

在 Python 中，对象赋值实际上是对象的引用。当创建一个对象，然后把它赋给另一个变量的时候，Python 并没有拷贝这个对象，而只是拷贝了这个对象的引用，我们称之为浅拷贝。

在 Python 中，为了使当进行赋值操作时，两个变量互补影响，可以使用 copy 模块中的 deepcopy 方法，称之为深拷贝。

append()函数

当 list 类型的对象进行 append 操作时，实际上追加的是该对象的引用。
id() 函数：返回对象的唯一标识，可以类比成该对象在内存中的地址。

>>>alist = []
>>> num = [2]
>>> alist.append( num )
>>> id( num ) == id( alist[0] )
True

如上例所示，当 num 发生变化时(前提是 id(num) 不发生变化），alist 的内容随之会发生变化。往往会带来意想不到的后果，想避免这种情况，可以采用深拷贝解决：

alist.append( copy.deepcopy( num ) )