15 | Python对象的比较、拷贝
景霄
该思维导图由 AI 生成,仅供参考
你好,我是景霄。
在前面的学习中,我们其实已经接触到了很多 Python 对象比较和复制的例子,比如下面这个,判断 a 和 b 是否相等的 if 语句:
再比如第二个例子,这里 l2 就是 l1 的拷贝。
但你可能并不清楚,这些语句的背后发生了什么。比如,
l2 是 l1 的浅拷贝(shallow copy)还是深度拷贝(deep copy)呢?
a == b是比较两个对象的值相等,还是两个对象完全相等呢?
关于这些的种种知识,我希望通过这节课的学习,让你有个全面的了解。
'==' VS 'is'
等于(==)和 is 是 Python 中对象比较常用的两种方式。简单来说,'=='操作符比较对象之间的值是否相等,比如下面的例子,表示比较变量 a 和 b 所指向的值是否相等。
而'is'操作符比较的是对象的身份标识是否相等,即它们是否是同一个对象,是否指向同一个内存地址。
在 Python 中,每个对象的身份标识,都能通过函数 id(object) 获得。因此,'is'操作符,相当于比较对象之间的 ID 是否相等,我们来看下面的例子:
这里,首先 Python 会为 10 这个值开辟一块内存,然后变量 a 和 b 同时指向这块内存区域,即 a 和 b 都是指向 10 这个变量,因此 a 和 b 的值相等,id 也相等,a == b和a is b都返回 True。
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Python对象的比较和拷贝是程序员在日常工作中经常遇到的问题。在Python中,'=='和'is'是两种常用的对象比较方式。'=='用于比较对象的值是否相等,而'is'用于比较对象的身份标识是否相等,即它们是否是同一个对象。需要注意的是,对于整型数字来说,'is'操作符只适用于-5到256范围内的数字,超出这个范围的整型数字会开辟新的内存空间,导致'is'操作符返回False。在实际工作中,通常使用'=='的次数会比'is'多,因为一般更关心两个变量的值,而不是它们的存储地址。但是,当比较一个变量与一个单例时,通常会使用'is',比如检查一个变量是否为None。 浅拷贝和深度拷贝是Python中常用的拷贝方式。浅拷贝是重新分配一块内存,创建一个新的对象,里面的元素是原对象中子对象的引用。因此,如果原对象中的元素可变,浅拷贝通常会带来一些副作用,需要注意。而深度拷贝则会递归地拷贝原对象中的每一个子对象,因此拷贝后的对象和原对象互不相关。另外,深度拷贝中会维护一个字典,记录已经拷贝的对象及其ID,来提高效率并防止无限递归的发生。 总结来说,本文通过丰富的例子和解释,帮助读者全面了解了Python对象的比较和拷贝的知识。读者可以从中了解对象比较的方式、浅拷贝和深度拷贝的区别,以及它们在实际工作中的应用和注意事项。文章内容生动有趣,适合初学者和有一定Python基础的读者阅读学习。
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- Jingxiao置顶关于思考题: SCAR说的很对,程序会报错:'RecursionError: maximum recursion depth exceeded in comparison'。因为x是一个无限嵌套的列表,y深度拷贝x也是一个无限嵌套的列表,理论上x==y应该返回True,但是x==y内部执行是会递归遍历列表x和y中每一个元素的值,由于x和y是无限嵌套的,因此会stack overflow,报错2019-06-17105
- 🍎🍎小结: 1. ‘==’ 用于比较值的大小,‘is’用于比较对象的内存地址是否相同,指向同一个内存地址 2. 对与整数型,范围在(-5 ~ 256 )之间的整形数,‘==’ 与 ‘is’ 结果相同,原因在于python建立了一个数组缓存,创建对象时直接引用缓存 3. 浅拷贝:定义:重新分配一片内存,生成新的对象,里面的元素是原对象中子对象的引用。 生成方法: 可以通过数据构造器(list、set)完成浅拷贝,对于可变序列可以使用切片完成浅拷贝,对于元组而言,tupletuple()和切片不创建浅拷贝,指向相同元组的引用,还可以使用import copy, 使用copy.copy()来进行浅拷贝。 浅拷贝是对元素的引用,所以对于子对象,如果子对象是不可变,没有影响,如果是可变的序列,会带来一些影响 4. 深拷贝,重新分配一块内存,创建一个新的对象,将原对象中的元素以递归的方式全部拷贝。深拷贝中会维持一个字典,记录已经拷贝的对象以及对象的ID,防止出现无限递归。
作者回复: 笔记做的很好
2019-06-2010 - 酸葡萄老师 你好 浅拷贝指向的应该也不是同一块内存吧,如果是的话为什么 is 在浅拷贝中会返回False呢? is比较的不是地址吗?比如下面的例子 l1 = [1, 2, 3] l2 = l1[:] l1 == l2 True l1 is l2 False
作者回复: 浅拷贝会重新分配一块内存,因此l1 == l2会返回false
2019-12-163 - SCAR应该会出错,因为x是一个无限嵌套的列表,y深拷贝于x,按道理来讲 x == y应该是True的,但进行比较操作符“==”的时候,'=='操作符则会递归地遍历对象的所有值,并逐一比较。而python为了防止栈崩溃,递归的层数是要限定的,不会无休下去,所以到了限定的层数,python解释器会跳出错误。执行了一下代码,也的确是跳出了 RecursionError: maximum recursion depth exceeded in comparison。 之前课中做阶乘的例子,如果大于一定的整数,也是会出现递归错误,究其原因也是python的递归层数是有限定的。 def factorial(n): return 1 if n <=1 else n*factorial(n-1) factorial(5000) RecursionError: maximum recursion depth exceeded in comparison 在sys模块中有个方法可以得到递归的层数: import sys sys.getrecursionlimit() 3000 当然你也可以重新设定递归的层数: sys.setrecursionlimit(10000) 那是不是可以设定无穷大呢?理论上可以,但你的程序崩溃也是一定的,我的mac内存是16G,如果把递归层数设定到1百万,大概跑到35000层左右,我的服务就挂了。2019-06-124170
- 瞳梦这节没讲好,其实可以简单归纳的: 一、赋值: 在 Python 中,对象的赋值就是简单的对象引用,这点和 C++不同 二、浅拷贝(shallow copy): 浅拷贝会创建新对象,其内容非原对象本身的引用,而是原对象内第一层对象的引用。浅拷贝有三种形式:切片操作、工厂函数、copy 模块中的 copy 函数。 三、深拷贝(deep copy): 深拷贝只有一种形式,copy 模块中的 deepcopy()函数。深拷贝和浅拷贝对应,深拷贝拷贝了对象的所有元素,包括多层嵌套的元素。因此,它的时间和空间开销要高。 四、拷贝的注意点: 1、对于非容器类型,如数字、字符,以及其他的“原子”类型,没有拷贝一说,产生的都是原对象的引用。 2、如果元组变量值包含原子类型对象,即使采用了深拷贝,也只能得到浅拷贝。2019-07-0812119
- yshan浅拷贝,不可变的不可变,可变的依旧可变 深拷贝,都不可变2019-06-1270
- Jasonx.append(x)为什么会产生无限嵌套的列表呢?2019-06-12318
- 张丽娜a = 257 b = 257 print(id(a)) print(id(b)) 在pycharm中运行结果中一致2019-06-12412
- hlz-123# 以下命令的输出是? x == y 1. 出现如下错误信息,推测原因是x与y的列表进行一项一项比较,因无限嵌套,导致递归深度失败。 RecursionError: maximum recursion depth exceeded in comparison 2. 两个问题,需要老师解答 既然是无限嵌套,为什么x.append(x)没有报错? 运行len(x),结果为2,更是不可理解2019-06-12112
- 随风の看到文章中对于元组的拷贝, 这里进行一下补充~. 某些情况浅/深拷贝会失效: import copy x = 1 y = copy.deepcopy(x) x is y # failed True x = '1' y = copy.deepcopy(x) x is y # failed True x = (1) y = copy.deepcopy(x) x is y # failed True x = (1,[]) y = copy.deepcopy(x) x is y # succeed False 当对数值、字符串、仅包含数值/字符串的元组进行浅/深拷贝会失效。 也就是文中所提到的, 会返回一个指向相同数值、字符串、元组的引用~2019-06-127
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