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：

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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 copy

original = [[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]]

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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 copy

original = [[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]]

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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）

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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）。

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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。

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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。