深拷贝与浅拷贝

深拷贝与浅拷贝

之前在学c++的时候，接触到了这两个概念，不过当时也不能完全理解，然后这两天看《深度探索C++对象模型》中Copy Constructor那节的时候，了解到了memberwise和bitwise两种拷贝方式，其对应的就是深拷贝与浅拷贝，因此今天搜搜资料，总结一下笔记。

简单来说，两者的异同如下：

• 对于简单对象（int，char，或者不含指针成员的自定义对象）来说，深拷贝和浅拷贝的效果都是一样的，都是开辟一块新的内存空间，来存放副本。

• 而对于含有指针成员的自定义对象来说，浅拷贝和深拷贝之间就有不同了。若我们没有为该对象定义拷贝构造函数，那么编译器会构造一个默认拷贝构造函数，并在拷贝对象时调用该函数，此时进行的是浅拷贝，即直接拷贝指针内容（即一个地址值），而非拷贝指针所指的对象。此时就导致有两个指针指向同一内存区域，因此在析构的时候，会对该内存区域析构两次，会报错。而深拷贝就不一样了，深拷贝需要我们自己定义拷贝构造函数，然后开辟出一块新的内存空间来放置 拷贝方 的指针成员所指向的对象。如下：

  Student::Student(const Student &s){
      name = new char(20);	// char *name
      memcpy(name, s.name, strlen(s.name));
  }
  

  此时，name和s.name两个指针指向的是两个不同的内存地址。

在Python中，copy()方法和deepcopy()方法实现了浅拷贝和深拷贝。

针对Python中简单对象的复制，copy()和deepcopy()没有什么区别，就是和大家通常理解的复制是一样的，在内存中新开辟一个空间，将原来地址中的数据拷贝到新的地址空间中。说明一下：我们这里所说的简单对象可以理解为最常见的对象，不包含的子对象的对象，也就是包含普通元素(数字，字符串)的对象。

而对于复杂对象的复制中，复杂对象可以理解为另外包含其他简单对象的对象，也就是包含子对象的对象,例如：List中嵌套List，或者Dict中嵌套List等，深拷贝和浅拷贝就不同了。若使用.copy()来拷贝的话，仅仅是拷贝了子对象的地址，而非对象本身，只有用深拷贝.deepcopy()，才能真正地拷贝子对象，其的差异见如下这个图：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-HUIrwKK2-1648435456424)(C:\Users\PrinceAlLHH\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20211209224950146.png)]

注意：

• C++中，对于含有自定义成员对象的类时，是按照递归的方式进行一个memberwise拷贝。

• 在Python中，没有指针的定义，但有引用的定义，我们可以直接将 Python 中的一个 list 当作指针, 所以和C++的一样，当对象中含指针成员时，就不能用浅拷贝。

• python中引用的含义：

  list的引用，指的是列表的地址，并不是列表的内容。对于含有list的list，或含有list的dict，都要使用deepcopy()来拷贝，不然只会拷贝到内嵌list的引用

  dict的引用，指的是字典的地址，并不是字典的内容。对于还有dict的列表，或含有dict的dict，都要使用deepcopy()来拷贝，不然只会拷贝到内嵌dict的引用，如下：

  import copy
  
  if __name__ == "__main__":
      a = dict(name='wyuheng', age=22)
      b = dict(hight='181')
      c = [a, b]
      d = copy.copy(c)
  
      print(c[0] is d[0])
  
      d[0]["name"] = 'hezeli'
  
      print(c[0])
  

  输出为：

  True
  {'name': 'hezeli', 'age': 22}
  

  可看出，拷贝出的d[0]和c[0]指向的是同一块内存，所以，改变d[0]，也会改变c[0]

参考文章

文章一

文章二