《Python编程基础》课件-6.6.2深浅拷贝的区别与实现

深浅拷贝的区别与实现教学目标1.掌握浅拷贝的实现方式

2.了解浅拷贝的局限性

3.了解什么是深拷贝

4.了解深浅拷贝的区别

浅拷贝（ShallowCopy）是Python中复制对象的一种方式，它创建新对象，但内部嵌套的可变对象（如列表内列表）仍共享引用。核心概念：浅拷贝只复制顶层对象，子对象保持原引用。这意味着修改拷贝的嵌套对象会影响原对象。优势：高效，内存开销小。1、什么是浅拷贝？

#浅拷贝基本示例importcopy#导入copy模块，用于拷贝操作original=[1,2,[3,4]]#原列表，包含嵌套列表shallow=copy.copy(original)#浅拷贝，创建新列表，但嵌套共享shallow[2][0]=5#修改拷贝的嵌套元素print(original)#输出:[1,2,[5,4]]，原对象受影响浅拷贝可以通过copy模块的copy()函数、列表的copy()方法或切片[:]实现。核心概念:切片创建新容器，但元素引用相同。copy.copy()通用所有支持拷贝的对象。2.浅拷贝的实现方式#多种浅拷贝方式lst=[10,20,30]#原列表shallow1=lst[:]#切片浅拷贝shallow2=lst.copy()#列表方法浅拷贝importcopy#导入copyshallow3=copy.copy(lst)#copy函数浅拷贝shallow1[0]=100#修改拷贝，不影响原lstprint(lst)#输出:[10,20,30]浅拷贝的局限在于嵌套可变对象共享，导致意外修改。核心概念:id()函数检查对象身份，嵌套id相同证明共享。适合扁平结构，避免深层修改。3.浅拷贝的局限性#浅拷贝局限示例importcopy#导入copyorig={'a':[1,2],'b':3}#原字典，嵌套列表shallow=copy.copy(orig)#浅拷贝print(id(orig['a'])==id(shallow['a']))#输出:True，嵌套共享shallow['a'][0]=100#修改嵌套，影响origprint(orig['a'])#输出:[100,2]深拷贝（DeepCopy）是Python中完全复制对象及其所有嵌套对象的方式，创建独立副本。核心概念:递归复制所有层级，适用于复杂结构如嵌套字典。优势：安全独立，但内存和时间开销大。4.什么是深拷贝？#深拷贝基本示例importcopy#导入copyoriginal=[1,2,[3,4]]#原列表，嵌套deep=copy.deepcopy(original)#深拷贝，递归复制deep[2][0]=5#修改嵌套，不影响原print(original)#输出:[1,2,[3,4]]，原不变深浅拷贝区别在于复制深度：浅拷贝只复制顶层，深拷贝复制所有层。核心概念:在Python中，浅拷贝高效但风险共享修改；深拷贝安全但资源消耗。使用id()比较嵌套对象身份。5.深浅拷贝的区别#区别比较importcopy#导入copyorig=[[1,2],3]#原列表shallow=copy.copy(orig)#浅拷贝deep=copy.deepcopy(orig)#深拷贝print(id(orig[0])==id(shallow[0]))#输出:Trueprint(id(orig[0])==id(deep[0]))#输出:False自定义类可通过__copy__()和__deepcopy__()实现浅深拷贝。核心概念:deepcopy()需递归调用deepcopy()处理成员。用于复杂对象如带有文件柄的类。6.自定义类的拷贝实现importcopy#导入copyclassMyClass:#自定义类def__init__(self,data):self.data=data#初始化def__copy__(self):#浅拷贝方法returnMyClass(self.data)#新实例，共享datadef__deepcopy__(self,memo):#深拷贝方法returnMyClass(copy.deepcopy(self.data,memo))#递归深拷贝obj=MyClass([1,[2]])#实例deep=copy.deepcopy(obj)#调用__deepcopy__拷贝包含弱引用的对象时，默认的深拷贝可能无法正确处理弱引用指向的目标。直接拷贝后，新对象中的弱引用仍指向原对象，若原对象被回收，弱引用失效；或我们希望它指向新副本，而非原对象。核心概念在类的__deepcopy__方法中，根据memo字典获取目标对象的新副本，并重新创建指向新副本的弱引用类。7.weakref在拷贝中的应用importweakrefimportcopyclassData:passclassContainer:def__init__(self,data):self.ref=weakref.ref(data)#弱引用指向datadef__deepcopy__(self,memo):#获取data的新副本（若已拷贝过则从memo取）new_data=copy.deepcopy(self.ref(),memo)new_obj=Container(new_data)#新容器指向新数据returnnew_objd=Data()c=Container(d)c2=copy.deepcopy(c)print(c2.ref()isd)#False，指向新副本print(c2.ref()isnotNone)#True小结1.