在Python类中实现克隆方法的适当惯用方式是什么？

Question

如何在Python中以惯用方式正确实现clone方法？请参见：

def clone(self):
    """
    Return a clone of this class
    """

clone的原因是为了从使用角度构造相同的类实例，因此可以更改副本的内部状态而不影响原始对象。

具体来说：构造函数可能会初始化私有字段，这些字段可以是基本类型或复杂类型。

def __init__(self, initial = None, width = DEFAULT_SIZE, height = DEFAULT_SIZE):
    self._width = width
    self._height = height
    self._matrix = ...complex code, list of list...

对于基本类型 - 没有什么难度。复杂类型该如何处理?

如果复杂类型是内置的，例如tuple, set, dict - 那么就可以使用copy.copy / copy.deepcopy包，但我不确定它的常规用法。

对于外部类的复杂类型，我不知道该怎么做。

(1) 是否有任何辅助工具使复制变得容易? 或者我可以依靠哪些约定？

当我复制对象时，我看不到使用提供的构造函数的理由，因为我已经知道所有内部协议并且能够私下操纵内部状态?

(2) 我如何实例化相同类型的对象而不使用构造函数?

更新 我正在参加Coursera的计算原理课程，并实现了一些被教学内容隐藏的类(为了评分)。

他们在提供的"接口"中使用clone。我对Python类没有经验，所以请问在这种情况下应该如何处理?

- gavenkoa

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@kindall 官方文档说：copy.deepcopy 允许用户定义的类覆盖复制操作或要复制的组件集。这个API应该由类来实现吗？ - gavenkoa

为了让一个类定义自己的复制实现，它可以定义特殊方法__copy__()和__deepcopy__()。 - Dan D.

是的，没错。实现他们的API，这样用户就可以使用标准模块来进行复制。 - kindall

Answer 1

要么实现__deepcopy__（和/或__copy__）来直接支持 copy 模块 API，要么使用copyreg注册pickle函数；如果未定义__deepcopy__，则copy.deepcopy将使用copyreg注册的方法来实现深度复制。

请注意许多Python类型（例如dict，list等）还提供名为copy的方法来执行浅拷贝。可以通过将一个名称分配给另一个名称来轻松支持这两种惯用法，例如：

class Foo:
    def copy(self):
        ... do stuff to make a copy ...
        return newcopy
    __copy__ = copy  # Now works with copy.copy too

- ShadowRanger