什么是浅复制和深复制？它们有什么区别？_深复制和浅复制的区别-优快云博客

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在Python中，复制对象是一个常见的操作，尤其在处理复杂的数据结构时，如列表、字典、集合等。Python提供了两种常见的复制方式：浅复制（Shallow Copy）和深复制（Deep Copy））。这两种复制场景方式相似，但它们在复制过程中对对象请求对象的处理方式不同。理解这两者的区别，对于编写高效和正确的 Python 程序至关重要，特别是在修改复杂数据结构时。

一、浅复制（Shallow Copy）

浅复制是指创建一个新的对象，但新对象中的元素仍然引用原对象中的元素，而不是复制元素本身。换句话说，浅复制会复制对象本身，但不会复制对象内部包含的子对象（如果对象包含子对象的话）。因此，在浅复制过程中，如果原对象或复制对象的内部子对象发生变化，另一个对象也会受到影响。

1.1. 浅复制的实现

在Python中，可以通过多种方式实现浅复制。常见的方式有：

使用copy()方法：为了支持复制的对象，如列表、字典等，Python提供了copy()方法来进行浅复制。
使用copy模块中的copy()函数：copy模块提供了一个copy()函数，可以对任意对象进行浅复制。
切片操作：对于列表等可切片的对象，可以通过切片操作实现浅复制。

1.2. 简要示例

import copy

# 使用列表进行浅复制
original_list = [1, 2, [3, 4], 5]
shallow_copy_list = copy.copy(original_list)

# 修改浅复制列表的内部子列表
shallow_copy_list[2][0] = 99

print("Original list:", original_list)  # 输出：[1, 2, [99, 4], 5]
print("Shallow copy list:", shallow_copy_list)  # 输出：[1, 2, [99, 4], 5]

在上述例子中，original_list中的请求列表[3, 4]被shallow_copy_list共享。如果修改shallow_copy_list中的子列表[99, 4]，原始列表中的该子列表也会发生变化。

1.3. 浅副本

复制简单对象：浅复制创建了一个新的对象，但它的内容是对原对象内部元素的引用。
共享请求对象：如果原型对象包含原型对象（例如列表、字典、集合等），这些原型对象不会被复制，而是被引用。因此，如果原型对象发生改变，其他对象的原型对象受到影响。

二、深复制（Deep Copy）

深复制是指创建一个新的对象，并复制地复制原对象中包含的所有对象，包括对象的子对象。那么，深复制不仅复制了对象本身，还复制了对象内部所有的子对象因此，深度复制创建了一个完全独立的副本，对原始对象和复制对象的互不影响。

2.1. 深复制的实现

深复制可以通过Python的copy模块中的deepcopy()函数来实现。deepcopy()函数会递归地复制所有查询对象，确保复制出的对象与原对象之间没有任何共享部分。

2.2. 深复制示例

import copy

# 使用列表进行深复制
original_list = [1, 2, [3, 4], 5]
deep_copy_list = copy.deepcopy(original_list)

# 修改深复制列表的内部子列表
deep_copy_list[2][0] = 99

print("Original list:", original_list)  # 输出：[1, 2, [3, 4], 5]
print("Deep copy list:", deep_copy_list)  # 输出：[1, 2, [99, 4], 5]

在这个例子中，deepcopy()创建了一个独立的对象，包括请求列表[3, 4]。当我们完全修改deep_copy_list中的子列表时，original_list中的子列表不会受到影响，保持原样。

2.3. 深副本

多层复制所有对象：深复制会创建一个新的对象，并多层复制该对象中包含的所有子对象，直到最底层的元素。
修改独立的副本：深度复制创建的副本与原对象之间没有任何共享的部分。完全一个对象的任何部分，不会影响另一个对象。

三、浅复制与深复制的区别

浅复制和深复制虽然看起来有些相似，但是它们在复制对象时处理对象对象的方式是不同的。理解它们的区别对于编写正确的代码至关重要。下面是浅复制和深复制之间的主要区别：

3.1. 复制的深度

浅复制：只复制一个对象，而复制对象中的元素仍然指向原对象中的元素。其次，浅复制不复制对象，实际上引用了对象。
深复制：不仅复制了一个对象，还复制了对象中的所有子对象。深复制创建了一个完全独立的副本。

3.2. 对嵌套对象的影响

浅复制：如果对象包含对象对象（如列表、字典等），则这些对象对象仍然被共享。如果了其中一个对象的对象对象，另一个对象的对象对象同样发生变化。
深复制：深复制会为请求对象创建独立的副本，对相应一个对象的请求对象的修改不会影响另一个对象。

3.3. 性能

浅复制：因为浅复制只复制对象并共享对象对象，性能相对较高，尤其是在对象结构复杂时。
深复制：由于深复制会递归复制每个对象，因此性能较差，特别是在处理深度的复杂对象时，深复制可能会导致前面的时间和空间头部。

3.4. 适用场景

浅复制：适用于当你只关心复制一个对象而不需要独立的对象对象时。例如，当你有一个包含基本数据类型（如整数、字符串等）的列表时，浅复制是合适的。
深复制：适用于当你需要独立的副本，且副本中的副本对象也需要被完全复制时。例如，当你处理复杂的数据结构（如列表字典列表、字典副本字典）时，深复制复制能够确保修改副本中的任何元素都不会影响原对象。

四、浅复制和深复制的实际应用

4.1. 使用浅复制的场景

假设你有一个包含基本数据类型的列表，并且你不需要关心对象的变化，那么浅复制是合适的选择。比如，想要复制一个购物清单，记录副本进行修改：

shopping_list = ["apple", "banana", "cherry"]
shallow_copy_list = shopping_list.copy()

# 修改副本
shallow_copy_list.append("orange")

print("Original list:", shopping_list)  # 输出: ['apple', 'banana', 'cherry']
print("Shallow copy list:", shallow_copy_list)  # 输出: ['apple', 'banana', 'cherry', 'orange']

在这个例子中，shallow_copy_list是对shopping_list的浅复制。我们修改了副本，但原始列表没有受到影响。

4.2. 使用深复制的场景

当你处理包含复杂对象（如调用列表、字典等）的数据结构时，深度复制是必要的。例如，当你管理一个包含多个股票信息的列表时，如果你希望修改某个电机的信息，但不影响原始数据，深度复制是一个不错的选择：

import copy

contacts = [
    {"name": "Alice", "phone": "1234"},
    {"name": "Bob", "phone": "5678"},
]

# 创建深复制
contacts_copy = copy.deepcopy(contacts)

# 修改副本中的联系人信息
contacts_copy[0]["phone"] = "9999"

print("Original contacts:", contacts)  # 输出: [{'name': 'Alice', 'phone': '1234'}, {'name': 'Bob', 'phone': '5678'}]
print("Copied contacts:", contacts_copy)  # 输出: [{'name': 'Alice', 'phone': '9999'}, {'name': 'Bob', 'phone': '5678'}]