不使用深拷贝函数，实现嵌套列表的“深度拷贝”。

Question

我想复制嵌套列表 a，但不知道如何在不使用 copy.deepcopy 函数的情况下实现。

a = [[1, 2], [3, 4]]

我使用了：

b = a[:]

并且

b = a[:][:]

但它们最终都变成了浅拷贝。有什么提示吗？

- xiaohan2012

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你的第二次尝试和第一次一样。 - Ignacio Vazquez-Abrams

@Serdalis 这是一个大部分的浅拷贝。想象一下列表元素不是整数。b=a[:]确实创建了一个新的列表，但它的元素是对a中原始项的引用。例如: a=[[]];b=a[:];b[0].append(1);print a生成[[1]]，因为b中的第一个元素与a中的第一个元素是相同的对象。深度复制将导致两个不同的对象 - 你可以自己试试。 - Kirk Strauser

递归可以解决你的问题。 - avasal

@xiaohan2012 a[:] 返回一个包含相同元素的新列表。因为它是一个求值为列表的表达式，所以支持所有列表操作，包括切片。因此，a[:][:] 返回一个包含相同元素的新列表，然后对该列表进行一次新的复制，使其具有相同的元素（仍然与第一个列表相同）。然后 a[:][:][:] 只是再次进行复制。无论您多少次使用相同元素创建新列表的副本... 它仍然具有相同的元素。 - Ben

基本上，进行深度复制（具有内容的完全通用性）是一项非常复杂的操作。即使是 copy.deepcopy 在许多情况下也不能立即正确地完成它（您可以提供自己的 copy 和 deepcopy 方法来解决这个问题）。如果您要自己实现此操作，则只能通过进行严格限制的假设来获得简单的结果，例如“我只复制包含内置类型的列表”。 - Ben

Answer 1

我编写了一个模拟copy.deepcopy的实现：

def deepcopy(obj):
    if isinstance(obj, dict):
        return {deepcopy(key): deepcopy(value) for key, value in obj.items()}
    if hasattr(obj, '__iter__'):
        return type(obj)(deepcopy(item) for item in obj)
    return obj

策略：遍历传入对象的每个元素，递归进入也是可迭代的元素，并创建它们相同类型的新对象。

我完全不声称这是全面的或没有错误[1]（不要传入引用自身的对象！），但应该可以帮助您入门。

[1] 真的！这里的重点是演示，而不是覆盖每种可能性。copy.deepcopy 的源代码有50行长，并且它不能处理所有情况。

- Kirk Strauser

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这个程序会在 Python 3 字符串上进入无限循环（它们有 __iter__ 方法）。此外，这个解决方案性能较差，并假设类始终可以在构造函数中处理其对象。 - JBernardo

@xiaohan2012 - 很高兴能帮忙！ @Raymond - 谢谢！关于Python，我最喜欢的事情是它第一次运行就成功了。 @JBernardo - 正如我所说，那不是一个全面的解决方案。我只是想给他一个基础来进行工作。它有很多问题，比如不能处理 type(obj).__init__ 不能复制 obj 的情况。但是，考虑到只有6行代码可以证明这个观点，我可以接受这一点。 :-) - Kirk Strauser

type(obj)(obj) 的适用范围仅限于内置类型，对于几乎所有的类实例都无效。而且它也不会复制任何不可变类型（似乎 str(s) 直接返回 s 是合理的，因为字符串是不可变的）。但由于唯一既可变又是内置类型的类型是可迭代类型，所以最好只需 return obj，因为 return type(obj)(obj) 声称复制 obj，但实际上它几乎从不这样做。 - Ben

@Ben：我经常编写能够复制自己的类。如果您不需要，那没关系，但这在我的代码库中实际上可以发挥作用。但再次强调：这只是为了演示目的。 - Kirk Strauser

@Kirk，这远非正常。请查看标准库中的所有类。我知道我不能代表所有Python程序员，但我从未见过一个构造函数参数被毁得如此彻底的类，以至于后面的参数都是可选的，而第一个参数可以是任何它通常是的东西，或者是这个类的实例（这会触发复制）。为了做到这一点所需的类型检查经常被认为是“不符合Python风格”的，因为它干扰了鸭子类型。我认为这行代码不适合展示给新的Python程序员。 - Ben

Answer 2

如果只有一个级别，您可以使用“LC”。

b = [x[:] for x in a]

- Ignacio Vazquez-Abrams

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那么多重嵌套的列表怎么办？ - xiaohan2012

切换到递归解决方案，或者忍痛使用 deepcopy()。 - Ignacio Vazquez-Abrams

Answer 3

这是一个完全的欺骗 - 但适用于“基本类型”列表 - 列表，字典，字符串，数字：

def cheat_copy(nested_content):
  return eval(repr(nested_content))

这涉及到强大的安全问题，速度也不会特别快。使用json.dumps和loads将更加安全。

- Danny Staple

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如果您不能信任嵌套内容，那么这显然是危险的。但这种方法也很吸引人，因为非常易读和有效。 - Kaligule

Eval在大多数情况下都是非常危险的。相反，您可以选择使用json dumps / json read来获得更安全的版本。 - Danny Staple

Answer 4

我找到了一种使用递归的方法来实现它。

def deep_copy(nested_content):
    if not isinstance(nested_content,list):
        return nested_content
    else:
        holder = []
        for sub_content in nested_content:
            holder.append(deep_copy(sub_content))
        return holder

- xiaohan2012

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你的答案和我的不同之处在于，你没有处理除列表以外的容器。如果你寻找 nested_content.__iter__，你可以使用 type(nested_content) 来创建一个相同类型的新对象。此外，你实际上并没有复制你的列表内容 - 你正在构建引用原始项目的新列表。 - Kirk Strauser

是的，我明白了。你的策略对我来说有点复杂，当然比我的更好、更通用。 - xiaohan2012

Answer 5

对于递归版本，您需要跟踪一个辅助列表并每次返回。

- fifi_girlcode