Python中关于列表list的赋值问题

Python中关于列表list的赋值问题

    本文主要记录在列表list的赋值过程中遇到的问题,并对列表的拷贝相关知识进行汇总。

目录

  • Python中关于列表list的赋值问题
  • 0.问题起源
  • 1.列表list赋值方法
  • 2.浅拷贝(shallow copy)
  • 3.深拷贝
  • 4.关于拷贝操作的提醒
  • 5.参考资料
  • 0.问题起源

        本文的原因是因为在使用list的直接赋值b=a时,得到的结果与预期不同,后来才发现直接使用等于号=对列表进行赋值会产生一系列的问题,于是将赋值浅拷贝深拷贝三者之间的区别进行记录。

    1.列表list赋值方法

        在python中,对象的赋值就是简单的对象引用,这点和C++是不同的,如下例子所示:

    a = ['a', 'b', 'c']
    b = a   # 采用简单的=赋值
    print(a==b)
    
    # 下面是输出结果:
    True
    

        上面这种情况下,b和a是一样的,他们指向同一片内存,b不过是a的别名,是引用。我们可以使用a与b是否相同来判断,返回True,表明他们地址相同,内容相同。
        赋值操作(包括对象作为参数、返回值)不会开辟新的内存空间,它只是复制了新对象的引用。也就是说,除了b这个名字以外,没有其它的内存开销。
        修改了a,就影响了b;同理,修改了b就影响了a。下面的例子尝试对b进行修改,在后面加入新的元素’d’,通过观察输出结果发现:在修改列表b的同时,列表a也会被修改,因为两者用的是同一个内存空间。

    a = ['a', 'b', 'c']
    b = a
    b.append('d')
    print('a = {}'.format(a))
    print('b = {}'.format(b))
    
    # 下面是输出结果:
    a = ['a', 'b', 'c', 'd']
    b = ['a', 'b', 'c', 'd']
    

    2.浅拷贝(shallow copy)

        浅拷贝会创建新对象,其内容是原对象的引用。
        浅拷贝有三种形式:切片操作工厂函数copy模块中的copy函数。比如对上述a:
        1、切片操作:b = a[:] 或者 b = [each for each in a]
        2、工厂函数:b = list(a)
        3、copy函数:b = copy.copy(a) #使用时要import copy模块
        浅拷贝产生的b不再是a了,使用is可以发现他们不是同一个对象,使用id查看,发现它们也不指向同一片内存。但是当我们使用 id(x) for x in a 和 id(x) for x in b 时,可以看到二者包含的元素的地址是相同的。
        在这种情况下,a和b是不同的对象,修改b理论上不会影响a。比如b.append([4,5])。代码效果如下:

    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]
    b = a[:]  # 采用了切片操作对列表b进行赋值
    b.append('green') # 对列表b执行添加元素操作
    print('a = {}'.format(a))
    print('b = {}'.format(b))
    
    # 下面是输出结果:
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]  # a中的元素不发生变化
    b = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red'], 'green']  # b中增加了一个元素'green'
    

        但是要注意,浅拷贝之所以称为浅拷贝,是它仅仅只拷贝了一层,在a中有一个嵌套的list,如果我们修改了它,情况就不一样了。
        a[3].append(“blue”)。查看b,你将发现b也发生了变化。这是因为,你修改了嵌套的list。修改外层元素,会修改它的引用,让它们指向别的位置,修改嵌套列表中的元素,列表的地址并为发生变化,指向的都是同一个位置。代码如下:

    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]
    b = a[:]  # 采用了切片操作对列表b进行赋值
    a[3].append('blue')  # 在a列表中的第3个元素中增加元素'blue',由于a[3]本身也是一个列表,从而是在列表后增加了元素'blue',从输出结果中可以看出来。
    print('a = {}'.format(a))
    print('b = {}'.format(b))
    
    # 下面是输出结果:
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red', 'blue']]
    b = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red', 'blue']]
    

    3.深拷贝

        深拷贝只有一种形式,copy模块中的deepcopy函数。
        和浅拷贝对应,深拷贝拷贝了对象的所有元素,包括多层嵌套的元素。因而,它的时间和空间开销要高。
        同样对la,若使用b = copy.deepcopy(a),再修改b将不会影响到a了。即使嵌套的列表具有更深的层次,也不会产生任何影响,因为深拷贝出来的对象根本就是一个全新的对象,不再与原来的对象有任何关联。实例代码如下:

    import copy
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]
    b = copy.deepcopy(a)   # 采用深拷贝对a进行深拷贝操作
    b.append('xyz')
    print('a = {}'.format(a))
    print('b = {}'.format(b))
    
    # 下面是输出结果:
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]   # 使用深拷贝,对b的修改不会影响到a
    b = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red'], 'xyz']
    

        或者用下面的代码:

    import copy
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]
    b = copy.deepcopy(a)   # 采用深拷贝对a进行深拷贝操作
    a[3].append('crazy')
    print('a = {}'.format(a))
    print('b = {}'.format(b))
    
    # 下面是输出结果:
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red', 'crazy']]  
    b = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]   # 对a的修改不会影响到b
    

        或者用下面的代码:

    import copy
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red']]
    b = copy.deepcopy(a)   # 采用深拷贝对a进行深拷贝操作
    a[3].append('crazy')
    b.append('dddd')
    print('a = {}'.format(a))
    print('b = {}'.format(b))
    
    # 下面是输出结果:
    a = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red', 'crazy']]
    b = ['a', 'b', 'c', ['yellow', 'red'], 'dddd']
    

    4.关于拷贝操作的提醒

        1、对于非容器类型,如数字,字符,以及其它“原子”类型,没有拷贝一说。产生的都是原对象的引用。

        2、如果元组变量值包含原子类型对象,即使采用了深拷贝,也只能得到浅拷贝。

    5.参考资料

        (1)彻底讲明白浅拷贝与深拷贝
        (2)list赋值给另一个list_Python小知识:List的赋值方法,不能直接等于

    来源:我这一次

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