技术周刊之解析Python中的赋值、浅拷贝、深拷贝

事情的起因

本周我们分享的主题是Python中关于浅拷贝和深拷贝的特性，想要深入研究Python中的浅拷贝和深拷贝的起因在于，我想生成一个json字符串，该字符串未dumps之前是一个Python的数据结构，里面包含字典，以及List，在遍历生成dictionary时候，出现一个bug，就是每次遍历生成的dictionary都是上一次的值，现象可以看以下代码。

# 这里我们定义一个函数get_data()
def get_data():
   ...:     appid_dict = {}
   ...:     appid_all_dict = {}
   ...:     import pdb;pdb.set_trace()
   ...:     for i in range(10):
   ...:         appid_dict['a'] = i
   ...:         appid_all_dict[i] = appid_dict
# 我们的初衷是想要得到
# {0: {'a': 0}, 1: {'a': 1}, 2: {'a': 2}, 3: {'a': 3}}....这样的一个dict

# 但是在调试过程中，发现得到的结果是这样的：
# (Pdb) appid_all_dict
# {0: {'a': 2}, 1: {'a': 2}, 2: {'a': 2}}
# (Pdb) 
# 即，后面的appid_dict都会把前面的覆盖掉，这是什么原因呢？
# 我们这里先把原因说一下：因为Python中对dict的操作默认是浅拷贝，即同样的字典，使用多次的话，每次使用都是指向同一片内存地址(引用)，所以在上面的程序中后面对appid_dict的赋值，都将前面的给覆盖掉了，导致每一个appid_dict指向同一片内存，读取的当然就是最后一次的appid_dict的值，即上面程序的执行结果：
{0: {'a': 9}, 1: {'a': 9}, 2: {'a': 9}, 3: {'a': 9}, 4: {'a': 9}, 5: {'a': 9}, 6: {'a': 9}, 7: {'a': 9}, 8: {'a': 9}, 9: {'a': 9}}

那么如何修改这个bug，让程序输出我们想要得到的结果：

1	{0: {'a': 0}, 1: {'a': 1}, 2: {'a': 2}, 3: {'a': 3}, 4: {'a': 4}, 5: {'a': 5}, 6: {'a': 6}, 7: {'a': 7}, 8: {'a': 8}, 9: {'a': 9}}

看完下面对于Python赋值、浅拷贝、深拷贝的解析，相信你就可以自己解决这个问题了

Python中的赋值操作

赋值：就是对象的引用
举例： a = b: 赋值引用，a和b都指向同一个对象，如图所示

Python中浅拷贝

a = b.copy(): a 是b的浅拷贝，a和b是一个独立的对象，但是它们的子对象还是指向同一片引用。
Python中对字典的默认赋值操作就是浅拷贝，所以导致了文章开头所出现的情况。

Python中的深拷贝

首先import copy,导入copy模块（Python中自带），b = copy.deepcopy(a), 我们就说b是a的深拷贝，b拷贝了a所有的资源对象，并新开辟了一块地址空间，两者互不干涉。

实际的例子来进一步说明

In [13]: import copy

In [14]: def temp():
    ...:     a = [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]
    ...:     b = a # 赋值操作，直接传所有对象的引用
    ...:     c = copy.copy(a) # 浅拷贝，子对象指向同一引用
    ...:     d = copy.deepcopy(a) # 深拷贝，互不干涉
    ...:     a.append(5) # 修改对象a
    ...:     a[4].append('c') # 修改a中的数组
    ...:     print( 'a = ', a )
    ...:     print( 'b = ', b )
    ...:     print( 'c = ', c )
    ...:     print( 'd = ', d ) 
    ...:     

In [15]: 

In [15]: temp()
a =  [1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c'], 5]
b =  [1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c'], 5]
c =  [1, 2, 3, 4, ['a', 'b', 'c']]
d =  [1, 2, 3, 4, ['a', 'b']]

解决最初的问题

看到这里，我们再回头看文章最初的那个问题，就可以很easy地解决了。

def get_data():
   ...:     appid_dict = {}
   ...:     appid_all_dict = {}
   ...:     import pdb;pdb.set_trace()
   ...:     for i in range(10):
        		appid_dict = copy.deepcopy(appid_dict)# 只需要加上这一行，使其成为深拷贝，问题解决！
   ...:         appid_dict['a'] = i
   ...:         appid_all_dict[i] = appid_dict

总结

要对Python的dictionary进行迭代分析，一定要注意其中的深拷贝问题，出现问题后，也要多往这方面考虑。

本期技术周刊到此结束。