为什么针对简单列表，浅拷贝的行为表现得像深拷贝

Question

我将翻译有关Python浅拷贝和深拷贝概念的内容。我注意到大部分文章/博客/回答都是使用嵌套列表进行解释。

import copy
lst = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = copy.copy(lst)
c = copy.deepcopy(lst)

# Shallow copy demo
b[0][0] = 9
print(b)
# >>> [[9, 2, 3], [4, 5, 6]]
print(lst)    
# >>> [[9, 2, 3], [4, 5, 6]]

# Deepcopy demo
c[0][0] = 10
print(c)
# >>> [[10, 2, 3], [4, 5, 6]] 
print(lst)
# >>> [[9, 2, 3], [4, 5, 6]]

通过上述简单示例，我理解了浅拷贝和深拷贝的概念。但是当我在一个简单列表（一维列表）上实现这个概念时，观察结果是浅拷贝的行为类似于深拷贝。

import copy
lst = [1,2,3]
b = copy.copy(lst)
c = copy.deepcopy(lst)

# Shallow copy demo
b[0] = 0
print(b)
# >>> [0, 2, 3]
print(lst)
# >>> [1,2,3]

# Deepcopy demo
c[0] = 9
print(c)
# >>> [9,2,3]
print(lst)
# >>> [1,2,3]

这表明copy.copy(lst)表现不同，并执行深拷贝而非浅拷贝。

我想了解为什么copy.copy()在嵌套列表和简单列表上的行为不同。此外，如果我要使浅表副本适用于简单列表，该怎么做？

- TheLazy

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只有在数据结构存在多个层级时，“浅层”和“深层”才有意义。但是对于您的整数列表来说，情况并非如此。 - jasonharper

@jasonharper，谢谢您让它更清晰明了。 - TheLazy

Answer 1

你得到的结果与“深度水平”没有直接关系，这里最重要的是要牢记“可变性”的概念。

列表是可变的，而数字值不可变。这意味着你可以添加或修改列表中的项，但这些操作不会创建或销毁列表，它们只会改变它。你可以使用内置函数 id() 来验证这一点，它会给出一个变量的内存地址：

lst = [1, 2, 3]
print(id(lst)) # the number printed by this...
lst.append(4)
lst[1] = 0
print(id(lst)) # should be the same printed by this one. That tells us that 
               # the variable 'lst' keeps referecing the same object, although
               # the object have changed in form (mutated)

数字是完全不同的，这是有意义的，因为数值类型的变量只能存储单个数值：

a = 5
print(id(a)) # the number printed by this...
a = 6
print(id(a)) # should be different than this one, meaning that a new numeric 
             # value were created and stored in a different memory address

在线

b[0][0] = 9

在你的第一个例子中，列表b [0]被操作，但它仍然是相同的对象，由于b是浅拷贝，b [0]只是对lst [0]中相同列表的引用，因此当我们打印lst时，我们会看到它也发生了改变。

在你的实现中，当你赋值b [0] = 0时，Python创建值0，将其存储在新的内存位置，并覆盖b [0]对lst [0]的引用（因为这是数字类型的自然行为）。

正如所说的那样，这与复合数据结构的嵌套级别无关，因为其中一些是不可变的（例如元组），并且与可变数据结构发生的情况相同。

你可以在这里了解有关id()内置函数的更多信息，以及这里了解有关可变和不可变类型的更多信息。

希望这个答案能帮助你！

- Danirod