浅拷贝与深拷贝

浅拷贝和深拷贝是编程中对象复制的两种方式，它们的区别在于复制的深度以及如何处理对象内部的嵌套结构。

浅拷贝（Shallow Copy）

浅拷贝仅仅复制对象的第一层内容，对于对象中的引用（如列表、字典、嵌套对象等）只是复制它们的引用，而不是复制它们指向的实际数据。浅拷贝后，原对象和新对象共享这些引用。

实现方式

• 在 Python 中，可以使用 copy 模块的 copy() 函数进行浅拷贝。
• 使用对象的构造方法（如 list()、dict() 等）实现浅拷贝。

特点

1. 只复制对象的第一层数据结构。
2. 如果对象中包含的子对象发生变化，浅拷贝的对象也会反映出这些变换。

示例

import copy

# 原始对象
original = [1, 2, [3, 4]]

# 浅拷贝
shallow_copy = copy.copy(orginal)

# 修改子对象
shallow_copy[2][0] = 99
shallow_copy[1] = 10

print("Original:", original) # Original: [1, 2, [99, 4]]
print("Shallow Copy:", shallow_copy) # Shallow Copy: [1, 10, [99, 4]]

深拷贝（Deep Copy）

深拷贝会递归地复制整个对象，包括对象内部的所有嵌套对象。拷贝后的对象与原对象完全独立，修改任意一个不会影响另一个。

实现方式

• 在 Python 中，可以使用 copy 模块的 deepcopy() 函数进行深拷贝。

特点

1. 复制整个对象，包括嵌套的子对象
2. 拷贝后的对象和原对象完全独立。

示例

import copy

# 原始对象
original = [1, 2, [3, 4]]

# 深拷贝
shallow_copy = copy.deepcopy(orginal)

# 修改子对象
shallow_copy[2][0] = 99
shallow_copy[1] = 10

print("Original:", original) # Original: [1, 2, [3, 4]]
print("Shallow Copy:", shallow_copy) # Shallow Copy: [1, 10, [99, 4]]

总结

特性	浅拷贝	深拷贝
拷贝范围	只拷贝第一层数据	拷贝整个对象及其嵌套子对象
独立性	部分独立（共享子对象引用）	完全独立
性能	通常比浅拷贝快	通常比浅拷贝慢
使用场景	对象嵌套层次浅或无需完全独立时	需要完全独立的深度嵌套结构时

注意事项

1. 对于不可变对象（如字符串、元组），深拷贝和浅拷贝是相同的，因为不可变对象不会被改变。
2. 深拷贝需要更多的内存和时间，尤其是嵌套层次复杂的情况下。