python赋值、浅拷贝、深拷贝

面试遇到了深拷贝、浅拷贝问题，由于平时总是注重实现功能，而忽略了一些基础原理，对其理解很模糊。所以决定脚踏实地好好学习基础，并整理下来。

Python为简单赋值、浅拷贝、深拷贝这几种“拷贝”方式

一、赋值

赋值算是这三种操作中最常见的了，我们通过一些例子来分析下赋值操作：

str例子：

a = 'hello'
b = 'hello'
c = a
d = [id(x) for x in [a, b, c]]
print(d)
#结果：[2563139949320, 2563139949320, 2563139949320]

我们可以发现a, b, c三者的地址是一样的。所以以上赋值的操作就相当于c = a = b = 'hello'。

赋值是系统先给一个变量或者对象(这里是'hello')分配了内存，然后再将地址赋给a, b, c。所以它们的地址是相同的。

list例子

a = ['hello']
b = ['hello']
c = a
d = [id(x) for x in [a, b, c]]
print(d)
#结果：[2255353887816, 2255354865992, 2255353887816]

但是这种情况却不一样了，a和b的地址不同。为何？

因为 str是不可变的，所以同样是'hello'只有一个地址，但是list是可变的，所以必须分配两个地址。

这时，我们希望探究以上两种情况如果修改值会如何？

str例子

a = 'word'
d = [id(x) for x in [a, b, c]]
print(d)
print(a, b, c)
# 结果：[2186334765440, 2186333901576, 2186333901576]
#       word hello hello

这时a的地址和值变了，但是b, c地址和值都未变。因为str的不可变性，a要重新赋值则需重新开辟内存空间，所以a的值改变，a指向的地址改变。b, c由于'hello'的不变性，不会发生改变。

list例子

a[0] = 'word'
d = [id(x) for x in [a, b, c]]
print(d)
print(a, b, c)
# 结果：[2365031267400, 2365032245576, 2365031267400]
#       ['word'] ['hello'] ['word']

这时a, c的值和地址均改变，但二者仍相同，b不改变。由于list的可变性，所以修改list的值不需要另外开辟空间，只需修改原地址的值。所以a, c均改变

在了解了以上的不同点之后，我们就能很好地分析浅拷贝和深拷贝了。

我们均用list作为例子。

二、浅拷贝

a = ['hello', [123, 234]]
b = a[:]
print(b) # 结果：['hello', [123, 234]]
d = [id(x) for x in [a, b]]
print(d)  # 结果：[2126429497672, 2126429529480]
h = [id(x) for x in a]
print(h) # 结果：[2126428492552, 2126428519496]
z = [id(x) for x in b]
print(z) # 结果：[2126428492552, 2126428519496]

d 和 h 可以看出a, b地址不同，这符合list是可变的，应开辟不同空间。那浅拷贝就是拷贝了一个副本吗？再看h 和 z，我们发现a, b中元素的地址是相同的。如果说字符串'hello'地址一致还能理解，但是第二个元素是list地址仍一致。这就说明了浅拷贝的特点，只是将容器内的元素的地址复制了一份。

接着我们尝试修改a, b中的值：

a[0] = 'world'
a[1].append(345)
print('a = ', a, '\n\r', 'b = ', b)
# 结果：a =  ['world', [123, 234, 345]] 
#      b =  ['hello', [123, 234, 345]]

a中第一个元素str改变，但是b中未改变；a中第二个元素改变，b中也改变。这就符合不可变的对象修改会开辟新的空间，可变的对象修改不会开辟新空间。也进一步证明了浅拷贝仅仅是复制了容器中元素的地址。

三、深拷贝

from copy import deepcopy
a = ['hello', [123, 234]]
b = deepcopy(a)
d = [id(x) for x in [a, b]]
print(d) # 结果：[1507034986248, 1507034987528]
h = [id(x) for x in a]
print(h) # 结果：[1507032486664, 1507034986056]
z = [id(x) for x in b]
print(z) # 结果：[1507032486664, 1507034987464]

深拷贝后，可以发现a, b地址以及a, b中元素地址均不同。这才是完全拷贝了一个副本。

修改a的值后：

a[0] = 'world'
a[1].append(345)
print('a = ', a, '\n\r', 'b = ', b)
# 结果：a =  ['world', [123, 234, 345]] 
#      b =  ['hello', [123, 234]]

从结果来看，可以发现仅仅a修改了，b没有任何修改。因为b是一个完全的副本，元素地址均与a不同，a修改，b不受影响。

总结：

1. 赋值是将一个对象的地址赋值给一个变量，让变量指向该地址（旧瓶装旧酒）。

2. 浅拷贝是在另一块地址中创建一个新的变量或容器，但是容器内的元素的地址均是源对象的元素的地址的拷贝。也就是说新的容器中指向了旧的元素（新瓶装旧酒）。

3. 深拷贝是在另一块地址中创建一个新的变量或容器，同时容器内的元素的地址也是新开辟的，仅仅是值相同而已，是完全的副本。也就是说（新瓶装新酒）。