16、Python面试题解析:python中的浅拷贝和深拷贝
在 Python 中,浅拷贝(Shallow Copy) 和 深拷贝(Deep Copy) 是处理对象复制的两种重要机制,它们的区别主要体现在对嵌套对象的处理方式上。以下是详细解析:
1. 浅拷贝(Shallow Copy)
浅拷贝会创建一个新对象,但新对象中的子对象是原对象中子对象的引用。
特点:
- 只复制外层对象,嵌套对象(如列表中的列表、字典中的字典)仍与原对象共享。
- 修改浅拷贝的外层对象不会影响原对象,但修改嵌套对象会同时影响原对象和浅拷贝。
实现方式:
- 使用
copy模块的copy()方法。 - 对列表使用切片操作
new_list = old_list[:]。 - 对字典使用
dict.copy()方法。
示例:
import copyoriginal = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
shallow_copy = copy.copy(original)# 修改外层对象
shallow_copy.append([7, 8, 9])
print(original) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6]](原对象未改变)
print(shallow_copy) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]# 修改嵌套对象
shallow_copy[0][0] = 100
print(original) # [[100, 2, 3], [4, 5, 6]](原对象被修改!)
print(shallow_copy) # [[100, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
2. 深拷贝(Deep Copy)
深拷贝会递归地复制所有嵌套对象,完全独立于原对象。
特点:
- 新对象和原对象的所有层级完全独立,修改任一对象均不会影响另一个。
- 适用于需要完全隔离的场景,但性能开销较大(尤其是大型嵌套对象)。
实现方式:
- 使用
copy模块的deepcopy()方法。
示例:
import copyoriginal = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
deep_copy = copy.deepcopy(original)# 修改嵌套对象
deep_copy[0][0] = 100
print(original) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6]](原对象未被修改)
print(deep_copy) # [[100, 2, 3], [4, 5, 6]]
3. 核心区别
| 特性 | 浅拷贝 | 深拷贝 |
|---|---|---|
| 复制层级 | 仅外层对象 | 递归复制所有嵌套对象 |
| 内存占用 | 低 | 高(递归复制所有对象) |
| 修改嵌套对象 | 影响原对象 | 不影响原对象 |
| 性能 | 快 | 慢(尤其是复杂结构) |
4. 使用场景
- 浅拷贝:适用于简单对象(如单层列表、字典),或允许共享嵌套对象的场景。
- 深拷贝:适用于需要完全独立的复杂嵌套对象(如多层结构、类实例)。
5. 注意事项
- 不可变对象(如字符串、元组、数字)的拷贝没有实际意义,因为它们不可修改。
- 自定义对象的拷贝需要实现
__copy__()和__deepcopy__()方法以控制拷贝行为。 - 嵌套对象中如果包含循环引用(如对象 A 包含对象 B,对象 B 又引用对象 A),深拷贝可能引发递归错误。
6. 总结
- 浅拷贝是“表层复制”,适合简单场景;深拷贝是“完全独立复制”,适合复杂嵌套场景。
- 选择拷贝方式时,需根据数据结构和需求权衡性能与独立性。
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