python学习笔记：别名（赋值）、浅拷贝、深拷贝

前提知识：

python中变量的初始化操作执行三步：1. 开辟存储开辟一个内存空间：存储变量的地址，id(viriable)；2.开辟一块内存空间（不连续），存储变量元素的地址；3.开辟一块内存空间，存储变量元素的值。

例如：a=[1,2,3]，三步如下：

一、直接赋值 ：

b=a，此时，b是a的别名，也就是说a就是b。

（1）第一种情况：

a=[1,2,3]
print("address of a is",id(a))
b=a
print("address of b is",id(b))             
a+=[4]
print("a=",a)
print("b=",b)
print("Now address of a is",id(a))
print("Now address of b is",id(b))
 

此时输出：

address of a is 171219464
address of b is 171219464
a= [1, 2, 3, 4]
b= [1, 2, 3, 4]
Now address of a is 171219464
Now address of b is 171219464

b拷贝的是变量a的地址，即id(b)=id(a)，当变量a增加元素时，变量a（也是变量b）的地址（id(a)）不发生改变。

（2）第二种情况：

a=[1,2,3]
print("address of a is",id(a))
b=a
print("address of b is",id(b))             
a=a+[4]
print("a=",a)
print("b=",b)
print("Now address of a is",id(a))
print("Now address of b is",id(b))
 

此时输出：

address of a is 171199984
address of b is 171199984
a= [1, 2, 3, 4]
b= [1, 2, 3]
Now address of a is 171218184
Now address of b is 171199984

这是因为，当执行a=a+[4]这条语句时，等号左边的a≠等号右边的a，即：生成了新的id(a)，但id(b)=旧id(a）。

二、浅拷贝（shallow copy）

b=a.copy() or b=copy.cpoy()，仅拷贝a的父对象。即：1.开辟新空间存储变量b的地址；2.共用变量a各元素（一级元素）地址，即第一层。

（1）第一种情况：

a=[1,2,3,['alex','boby']]
b=a.copy()
print("address of a is",id(a)) 
print("address of b is",id(b))
print("id(a[3][0]) is",id(a[3][0]))
print("id(b[3][0]) is",id(b[3][0]))
a[3][0]='cindy'
print("Now address of a is",id(a))
print("Now address of b is",id(b))
print("a=",a)
print("b=",b)
print("id(a[3][0]) is",id(a[3][0]))
print("id(b[3][0]) is",id(b[3][0]))
print("id(a[3][1]) is",id(a[3][1]))
print("id(b[3][1]) is",id(a[3][1]))

此时输出：

address of a is 171514536
address of b is 171197784
id(a[3][0]) is 171277536
id(b[3][0]) is 171277536
Now address of a is 171514536
Now address of b is 171197784
a= [1, 2, 3, ['cindy', 'boby']]
b= [1, 2, 3, ['cindy', 'boby']]
id(a[3][0]) is 171277920
id(b[3][0]) is 171277920
id(a[3][1]) is 171277888
id(b[3][1]) is 171277888

执行b=a.copy()，使得id(b[0])~id(b[3])对应等于id(a[0])~id(a[3])；执行a[3][0]="cindy"，则重新开辟内存空间，存储a[3][0]的地址，并重新开辟内存空间，存放"cindy"，即重新对a[3][0]进行赋值。由于d(a[3])=id(b[3])，引用的是id(a[3][0])和id(a[3][1])的地址，故a与b均相应改变：

（2）第二种情况：

a=[1,2,3,['alex','boby']]
b=a.copy()
print("address of a is",id(a)) 
print("address of b is",id(b))
print("id(a[3][0]) is",id(a[3][0]))
print("id(b[3][0]) is",id(b[3][0]))
a[1]='cindy'
print("Now address of a is",id(a))
print("Now address of b is",id(b))
print("a=",a)
print("b=",b)

此时输出：

address of a is 171513936
address of b is 171514416
id(a[3][0]) is 171277536
id(b[3][0]) is 171277536
Now address of a is 171513936
Now address of b is 171514416
a= [1, 'cindy', 3, ['alex', 'boby']]
b= [1, 2, 3, ['alex', 'boby']]

执行a[0]="cindy"，重新开辟内存空间，存储id(a[0])，并重新开辟内存空间，存储"cindy"。由于id(b[0])仍等于旧id(a[0])，故变量a发生改变，而变量b不发生改变。

三、深拷贝（deep copy）

b=copy.deepcopy(a)，开辟一个内存空间存储变量b的地址，此后各级元素（父对象及子对象）地址均进行拷贝，因此，不论a如何变化，b均不发生改变（b引用的元素地址不变）。

# Create a 2d list
a = [ [ 1, 2, 3 ] , [ 4, 5, 6 ] ]

# Try to copy it
b = copy.deepcopy(a) # Correct!

# At first, things seem ok
print("At first...")
print("   a =", a)
print("   b =", b)
print("   id(a) is",id(a))
print("   id(b) is",id(b))
print("   id(a[0]) is",id(a[0]))
print("   id(b[0]) is",id(b[0]))
print("   id(a[0][0]) is",id(a[0][0]))
print("   id(b[0][0]) is",id(b[0][0]))
# Now modify a[0][0]
a[0][0]= 9
print("And after a[0][0] = 9")
print("   a =", a)
print("   b =", b)
print("   id(a[0]) is",id(a[0]))
print("   id(b[0]) is",id(b[0]))
print("   id(a[0][0]) is",id(a[0][0]))
print("   id(b[0][0]) is",id(b[0][0]))

此时输出：

At first...
   a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
   b = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
   id(a) is 171537712
   id(b) is 171536792
   id(a[0]) is 171513736
   id(b[0]) is 171514536
   id(a[0][0]) is 1492461760
   id(b[0][0]) is 1492461760
And after a[0][0] = 9
   a = [[9, 2, 3], [4, 5, 6]]
   b = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
   id(a[0]) is 171513736
   id(b[0]) is 171514536
   id(a[0][0]) is 1492461888
   id(b[0][0]) is 1492461760

浅拷贝vs.深拷贝：

         

其他：

• 切片拷贝（b=a[:]）属于浅拷贝。
• 。。。