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8.2-浅拷贝深拷贝和随机数

8.2-浅拷贝深拷贝和随机数

作者: BeautifulSoulpy | 来源:发表于2019-08-14 08:01 被阅读1次

    清醒、自律、知进退、爱自己!

    2.浅Copy与深Copy

    引用、浅拷贝和深拷贝的区别

    lst=[1,2,3,4]
    lst1=lst # 同一个对象,指向同一个东西
    lst2=lst.copy() # 内容相同,不同的对象,遇到引用类型不会复制对象,只会复制地址
    lst3=copy.deepcopy(lst) # 内容相同,但不同的对象,如果有引用类型也会复制出不同的对象
    

    浅拷贝:影子拷贝;为了解决函数传递后被修改的问题,就需要拷贝一份副本,将副本传递给函数使用,就算是副本被修改,也不会影响原始数据 。

    深拷贝:深拷贝使复制过程递归。这意味着首先构造一个新的集合对象,然后递归地用在原始对象中找到的子对象的副本填充它。以这种方式复制一个对象,遍历整个对象树,以创建原始对象及其所有子对象的完全独立的克隆。

    数据拷贝会涉及到Python中对象、可变类型、引用这3个概念,先来看看这几个概念,只有明白了他们才能更好的理解深拷贝与浅拷贝到底是怎么一回事。

    2.1** Python对象**都拥有三个属性:身份、类型、值。
    In [2]: id(name)  # id:身份的唯一标识
    Out[2]: 1698668550104
    In [3]: type(name) # type:对象的类型,决定了该对象可以保存什么类型的值
    Out[3]: str
    In [4]: name  # 对象的值,表示的数据
    Out[4]: 'laowang'
    
    可变与不可变对象
    可变对象: 列表、字典、集合

    所谓可变是指可变对象的值可变,身份是不变的。

    不可变对象:数字、字符串、元组

    不可变对象就是对象的身份和值都不可变。新创建的对象被关联到原来的变量名,旧对象被丢弃,垃圾回收器会在适当的时机回收这些对象。

    引用=id()

    引用实际就是内存中的一个数字地址编号,在使用对象时,只要知道这个对象的地址,就可以操作这个对象,但是因为这个数字地址不方便在开发时使用和记忆,所以使用变量名的形式来代替对象的数字地址。 在 Python 中,变量就是地址的一种表示形式,并不开辟开辟存储空间

    不可变对象的拷贝

    不可变对象只在修改的时候才会在内存中开辟新的空间, 而拷贝实际上是让多个对象同时指向一个引用,和对象的赋值没区别。

    In [11]: import copy
    In [12]: a = 10
    In [13]: b = copy.copy(a)
    In [14]: id(a)
    Out[14]: 1730306496
    In [15]: id(b)
    Out[15]: 1730306496
    
    可变对象的拷贝

    可变对象的拷贝,会在内存中开辟一个新的空间来保存拷贝的数据。当再改变之前的对象时,对拷贝之后的对象没有任何影响。

    In [25]: l1 = [1, 2, 3]
    In [26]: l2 = copy.copy(l1)
    In [27]: id(l1)
    Out[27]: 1916631742088
    In [28]: id(l2)
    Out[28]: 1916636282952
    In [29]: l1[0] = 11
    In [30]: id(l1)
    Out[30]: 1916631742088
    In [31]: id(l2)
    Out[31]: 1916636282952
    

    同样的,通过一个实例来感受一下:不难看出,a与b指向相同的引用,不可变对象的拷贝就是对象赋值。

    复杂对象在拷贝时,并没有解决数据在传递之后,数据改变的问题。 出现这种原因,是copy() 函数在拷贝对象时,只是将指定对象中的所有引用拷贝了一份,如果这些引用当中包含了一个可变对象的话,那么数据还是会被改变。 这种拷贝方式,称为浅拷贝。

    深拷贝——解决原始数据改变的问题

    区别于浅拷贝只拷贝顶层引用,深拷贝会逐层进行拷贝,直到拷贝的所有引用都是不可变引用为止。

    l1 = [3, 4, a]
    In [47]: l2 = copy.deepcopy(li)
    In [48]: id(l1)
    Out[48]: 1916632194312
    In [49]: id(l2)
    Out[49]: 1916634281416
    In [50]: a[0] = 11
    In [51]: id(l1)
    Out[51]: 1916632194312
    In [52]: id(l2)
    Out[52]: 1916634281416
    In [54]: l1
    Out[54]: [3, 4, [11, 2]]
    In [55]: l2
    Out[55]: [1, 2, 3]
    
    查漏补缺

    1.为什么Python默认的拷贝方式是浅拷贝?
    时间角度:浅拷贝花费时间更少
    空间角度:浅拷贝花费内存更少
    效率角度:浅拷贝只拷贝顶层数据,一般情况下比深拷贝效率高。

    本文知识点总结:

    1.不可变对象在赋值时会开辟新空间
    2.可变对象在赋值时,修改一个的值,另一个也会发生改变
    3.深、浅拷贝对不可变对象拷贝时,不开辟新空间,相当于赋值操作
    4.浅拷贝在拷贝时,只拷贝第一层中的引用,如果元素是可变对象,并且被修改,那么拷贝的对象也会发生变化
    5.深拷贝在拷贝时,会逐层进行拷贝,直到所有的引用都是不可变对象为止。
    6.Python 中有多种方式实现浅拷贝,copy模块的copy 函数 ,对象的 copy 函数 ,工厂方法,切片等。
    7.大多数情况下,编写程序时,都是使用浅拷贝,除非有特定的需求
    8.浅拷贝的优点:拷贝速度快,占用空间少,拷贝效率高

    深度解读Python深拷贝与浅拷贝问题

    Python中的random模块(假随机)

    Python中的random模块用于生成随机数。下面介绍一下random模块中最常用的几个函数。

    1. random.random # random.random()用于生成一个0到1的随机符点数: 0 <= n < 1.0
    代码如下(生成随机浮点数):
    >>> import random
    >>> random.random()
    0.85415370477785668
    
    2. random.uniform

    random.uniform的函数原型为:random.uniform(a, b),用于生成一个指定范围内的随机符点数,两个参数其中一个是上限,一个是下限。如果a > b,则生成的随机数n: a <= n <= b。如果 a <b, 则 b <= n <= a。

    代码:
    print random.uniform(10, 20)
    print random.uniform(20, 10)
    # 18.7356606526
    # 12.5798298022  
    
    >>> random.uniform(1, 10)
    5.4221167969800881
    
    3. random.randint [a,b]
    代码:
    print random.randint(12, 20)  
    # 生成的随机数 n: 12 <= n <= 20
    
    
    print random.randint(20, 20)  
    # 结果永远是20     
    
    # print random.randint(20, 10)  
    # 该语句是错误的,下限必须小于上限
    >>> import random
    >>> random.randint(0,99)
    21
    
    4. random.randrange [a , b)

    random.randrange的函数原型为:
    步长:random.randrange(10, 100, 2),结果相当于从[10, 12, 14, 16, ... 96, 98]序列中获取一个随机数。
    random.randrange(10, 100, 2)在结果上与 random.choice(range(10, 100, 2) 等效。

    代码如下:
    >>> import random
    >>> random.randrange(0, 100, 2)
    60
    
    #randomint 与 randrange的差别在于
    randrange可以设置步长;
    
    5. random.choice

    random.choice从序列中获取一个随机元素。其函数原型为:random.choice(sequence)。参数sequence表示一个有序类型。这里要说明 一下:sequence在python不是一种特定的类型,而是泛指一系列的类型。list, tuple, 字符串都属于sequence。有关sequence可以查看python手册数据模型这一章。下面是使用choice的一些例子:

    代码:
    print random.choice("学习Python")
    print random.choice(["JGood", "is", "a", "handsome", "boy"])
    print random.choice(("Tuple", "List", "Dict"))  
    
    >>> import random
    >>> random.choice ( ['apple', 'pear', 'peach', 'orange', 'lemon'] )
    'orange'
    
    6.random.shuffle 就地修改

    random.shuffle(x[, random]),用于将一个列表中的元素打乱。如:

    代码如下:
    >>> import random
    >>> p = ["Python", "is", "powerful", "simple", "and so on..."]
    >>> random.shuffle(p)
    >>> print (p)
    ['simple', 'is', 'powerful', 'Python', 'and so on...']
    
    7. random.sample

    random.sample(sequence, k),从指定序列中随机获取指定长度的片断。sample函数不会修改原有序列

    代码如下:
    list = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    slice = random.sample(list, 5)  # 从list中随机获取5个元素,作为一个片断返回
    print slice
    print list  # 原有序列并没有改变
    
    >>> import random
    >>> random.sample('abcdefghij', 3)
    ['h', 'g', 'b']
    

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