Python 之 = [:] copy deepcopy

写在前面

已经见多很多这样的Blog，为什么还想自己写呢？原因很简单，每当学到一个知识时候，尝试着对自己或者别人讲解这个知识点，当别人能听懂的时候，就算是真的理解了。

重要部分

首先，要分清楚id()函数、is和= =运算符的使用以及区别。id()是返回一个对象的地址；is 比较两个变量的引用是否指向同一个对象；= = 比较两个变量的值是否相等

其次，Python中一切皆对象，所有的对象拥有三个属性：id、type、value，Python对象分两种类型，一是不可变对象，二是可变对象。
不可变对象：该对象所指向的内存中的值不能被改变。一个变量指向的是不可变对象的引用，当对这个变量的值做修改时，由于其所指的值不能被改变，相当于把原来的值复制一份后再改变，这会开辟一个新的地址，这时变量的指向已经发生改变，由原来的指向新开辟的地址。
可变对象：该对象所指向的内存中的值可以被改变。变量改变后，实际上是其所指的值直接发生改变，并没有发生复制行为，也没有开辟新的出地址，变量指向的地址并没有发生改变。

a = 100  #id(a) ->140736904075200
a += 10  #id(a) ->140736904078400
L = ['C#', 'C++', 'Java']   #id(L) ->1627814636224
L.append('Python')            #id(L) ->1627814636224

常见的不可变对象：数字、字符串、元组
常见的可变对象：列表、字典、集合

接下来，看一下这个例子

import copy
is_same_addr = lambda v1,v2:(id(v1)==id(v2))e = 10  #e指向不可变对象
v_1 = e                #直接赋值
v_2 = copy.copy(e) #浅拷贝
print is_same_addr(v_1, e)  #>> True
print is_same_addr(v_2, e)  #>> True

显然，当变量e指向的是不可变对象，采用直接赋值或者拷贝的方式让另一个变量v等于e，实际上两个变量指向的是同一个变量的引用，并没有复制出新的副本

接着，再往下看

e = ['e','jianl', ['Python', 'C++']]
v_1 = e                    #1 赋值
v_2 = e[:]             #2 切片
v_3 = copy.copy(e)     #3 浅拷贝
v_4 = copy.deepcopy(e) #4 深拷贝print is_same_addr(v_1, e)    #>> True
print is_same_addr(v_2, e)  #>> False
print is_same_addr(v_3, e)  #>> False
print is_same_addr(v_4, e)  #>> False

可以看出，除了赋值的方式是复制变量e的引用外，其余方式都是有开辟新的内存，不算是 ‘假复制’，
因此，我想如果v_2 、v_3、 v_4 不小心发生改变，应该不会影响原变量e的值，依据是他们所指向并不是同一个对象，真的是这样吗？敲代码看一下

v_2[0] = 'v_2'
v_3[0] = 'v_3'
v_4[0] = 'v_4'

# 输出各个变量的值
>> e  : ['e',   'jianl', ['Python', 'C++']]
>> v_1: ['e',   'jianl', ['Python', 'C++']]
>
>> v_2: ['v_2', 'jianl', ['Python', 'C++']]
>> v_3: ['v_3', 'jianl', ['Python', 'C++']]
>> v_4: ['v_4', 'jianl', ['Python', 'C++']]

似乎是这样，不过到这里还没完，接着试一下对列表里的可变对象修改操作，看下结果又会怎样呢？

v_2[2][0] = 'C#'

v_3[2][0] = 'C#'

分别对v_2[2] 、v_3[2]所指向的列表作同样的修改，两种情况输出的结果一致，而且变量e的值被修改了

e  : ['e', 'jianl', ['C#', 'C++']]
v_1: ['e', 'jianl', ['C#', 'C++']]
v_2: ['e', 'jianl', ['C#', 'C++']]
v_3: ['e', 'jianl', ['C#', 'C++']]
v_4: ['e', 'jianl', ['Python', 'C++']]

同样，再对v_4[2]所指向的列表作同样的修改

v_4[2][0] = 'C#'

结果，只有v_4的值被修改了

e  : ['e', 'jianl', ['Python', 'C++']]
v_1: ['e', 'jianl', ['Python', 'C++']]
v_2: ['e', 'jianl', ['Python', 'C++']]
v_3: ['e', 'jianl', ['Python', 'C++']]
v_4: ['e', 'jianl', ['C#', 'C++']]

为什么会这样呢？来做一个验证，对比变量指向的对象成员中为可变变量的地址

print is_same_addr(v_1, e),is_same_addr(v_1[2], e[2])    #True   True
print is_same_addr(v_2, e),is_same_addr(v_2[2], e[2])   #False  True
print is_same_addr(v_3, e),is_same_addr(v_3[2], e[2])   #False  True
print is_same_addr(v_3, e),is_same_addr(v_4[2], e[2])   #False  False

水落石出，利用切片[:]属性或者copy()函数实现对一个变量赋值，属于浅拷贝，只是拷贝对象的一部分不可变类型的数据，对于对象里的可变类型对象属性，仅仅是拷贝一个引用；而使用deepcopy()函数实现的是深拷贝，将变量所指向的对象整个复制，开辟新的空间，再由另一个变量指向这块新的空间。

最后

几句话总结：
1 对象有类型，变量无类型，变量是对象的标签；
2 对指向不可变对象变量的值作修改，实际上是改变变量的指向，对象本身是不可能被修改的；指向可变对象变量的值发生改变，实际上是对象本身被修改了；
3 v = e,实际上是将e的引用赋值给v， v e指向同一个变量；
4 v= e[:] 及 v=copy(e)，浅拷贝，只复制部分数据，而e所指向的对象中可变类型属性，只是拷贝引用；
5 v = deepcopy(e)，深拷贝，e指向的整个对象被复制，再由v指向；

参考文章：
https://www.jianshu.com/p/9ed9b5ce7bb0