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Python对象的拷贝

Python赋值操作或函数参数传递，传递的永远是对象引用（即内存地址），而不是对象内容。在Python中一切皆对象，对象又分为可变(mutable)和不可变(immutable)两种类型。对象拷贝是指在内存中创建新的对象，产生新的内存地址。当顶层对象和它的子元素对象全都是immutable不可变对象时，不存在被拷贝，因为没有产生新对象。浅拷贝(Shallow Copy)，拷贝顶层对象，但不会拷贝内部的子元素对象。深拷贝(Deep Copy)，递归拷贝顶层对象，以及它内部的子元素对象。

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Python中一切皆对象，对象就像一个塑料盒子， 里面装的是数据。对象有不同类型，例如布尔型和整型，类型决定了可以对它进行的操作。现实生活中的"陶器"会暗含一些信息（例如它可能很重且易碎，注意不要掉到地上）。

对象的类型还决定了它装着的数据是允许被修改的变量（可变的mutable）还是不可被修改的常量（不可变的immutable）。你可以把不可变对象想象成一个透明但封闭的盒子：你可以看到里面装的数据，但是无法改变它。类似地，可变对象就像一个开着口的盒子，你不仅可以看到里面的数据，还可以拿出来修改它，但你无法改变这个盒子本身，即你无法改变对象的类型。

对象拷贝是指在内存中创建新的对象，产生新的内存地址。

浅拷贝(Shallow Copy)，拷贝顶层对象，但不会拷贝内部的子元素对象。

2.1.1. 顶层是mutable，子元素全是immutable

当顶层对象是mutable可变对象，但是它的子元素对象全都是immutable不可变对象时，如[1, 'world', 2]

① 创建列表对象并赋值给变量a

② 导入copy模块，使用copy.copy()函数浅拷贝a，并赋值给变量b

③ 修改变量a的子元素a[0] = 3，由于整数是不可变对象，所以并不是修改1变为3，而是更改a[0]指向对象3

当顶层对象是 mutable可变对象 ，但子元素也存在 mutable可变对象 时，如 [1, 2, ['hello','world']]

① 浅拷贝 copy.copy() 只拷贝了顶层对象，没有拷贝子元素对象['hello','world']，即a[2]和b[2]指向同一个列表对象

② 修改a[2][1] = 'china'，则b[2][1] = 'china'

当顶层对象是immutable不可变对象，同时它的子元素对象也全都是immutable不可变对象时，如(1, 2, 3)

变量a与变量b指向的是同一个元组对象，没有拷贝

当顶层对象是immutable不可变对象时，但子元素存在mutable可变对象时，如(1, 2, ['hello','world'])

变量a与变量b指向的是相同的元组对象，并且a[2]与b[2]指向同一个列表，所以修改a[2][1]会影响b[2][1]

深拷贝(Deep Copy)，递归拷贝顶层对象，以及它内部的子元素对象

当顶层对象是mutable可变对象，但是它的子元素对象全都是immutable不可变对象时，如[1, 'world', 2]

变量a与变量b指向不同的列表对象，修改a[0]只是将列表a的第一个元素重新指向新对象，不会影响b[0]

当顶层对象是mutable可变对象，但子元素也存在mutable可变对象时，如[1, 2, ['hello','world']]

深拷贝既拷贝了顶层对象，又递归拷贝了子元素对象，所以a[2]与b[2]指向了两个不同的列表对象(但是列表对象的子元素初始指定的字符串对象一样)，修改a[2][1] = 'china'后，它重新指向了新的字符串对象（内存地址为140531581905808），不会影响到b[2][1]

当顶层对象是immutable不可变对象，同时它的子元素对象也全都是immutable不可变对象时，如(1, 2, 3)

变量a与变量b指向的是同一个元组对象，不存在拷贝

当顶层对象是immutable不可变对象时，但子元素存在mutable可变对象时，如(1, 2, ['hello','world'])

变量a与变量b指向的是不同的元组对象，同时a[2]与b[2]指向不同的列表对象，所以修改a[2][1]不会影响b[2][1]

使用=是赋值，即将列表对象的引用也赋值给变量b，可以将列表对象想像成一个盒子，变量a相当于这个盒子上的标签，执行b = a后，相当于再在这个盒子上贴上b标签，a和b实际上指向的是同一个对象。因此，无论我们是通过a还是通过b来修改列表的内容，其结果都会作用于双方。

b/c/d都是a的复制，它们都指向了不同的列表对象，但是没有拷贝子元素，a[2]和b[2]/c[2]/d[2]指向同一个列表， 相当于浅拷贝的效果

使用分片[:]操作，a和b其实是指向同一个元组，而且没有拷贝子元素，a[2]和b[2]也指向同一个列表，相当于浅拷贝的效果

同列表类似，可以使用字典的copy()函数或者转换函数dict()

变量a与变量b/c指向不同的字典，但是没有拷贝子元素，a['jobs']和b['jobs']/c['jobs']指定同一个列表， 相当于浅拷贝的效果

同列表类似，可以使用集合的copy()函数或者转换函数set()

变量a与变量b/c指向不同的集合，而集合的元素必须是hashable，所以修改集合a不会影响到b/c

Python的赋值与复制

对于Python的初学者，在对象的使用过程中，由于对变量的赋值和对象的复制中的概念模糊，导致程序出错。

例如，下面的代码：

输出结果为：

a = [6,2,3,4,5],

b = [6,2,3,4,5],

c = [1,2,3,4,5]

a等于b？True

a等于c？True

a是b？True

a是c? False

可以看到，a，b, c所指向的对象的值都相同（a==b为True). a和b都是代表同一个对象(a is b为True)。当我们通过变量b对该列表进行修改时，由于a也指向该列表，所以当打印a,b时，我们得到相同的值。 而a和c则是代表不同的对象(a is c为False),所以修改b所指向得列表不会改变c梭子乡的列表的值.

在Python中，所有的变量都代表了对象，即便是简单的数字类型（int, float, bool），也是以对象的形式存在的。我们看下面的代码：

输出结果是：

a==b为True

a is b为True

可见，a, b都是指向同一个对象。接下来，进行下面的操作，

输出结果是：

a = 1, b = 2

a is b为False

与前面的列表不同，当我们对b做修改时，实际上是给b赋予了一个新生成的对象，对数值类型来说，所有的数值运算都会创建一个数值对象，并将这个对象指定给变量。因此，a与b指向了不同的对象，数值也不同。

再回过头来看列表对象，

我们知道，b是与a指向同一对象的变量,使用b对该对象进行修改，与使用a对该对象进行修改，效果是完全一样的。如果我们需要需要一个与a完全相同又与a相互独立的列表，那么就需要复制这个对象，也就是新建一个内容和源对象相同的对象。

对于列表来说，最简单的复制方法是通过下标索引的方式创建新的列表：

对于各种数据类型通用的对象拷贝复制，我们可以使用python内建的copy模块。

对于复杂对象（如嵌套列表）的复制，则需要注意区分浅拷贝和深拷贝。我们来看下面的代码：

得到的结果是：

a[0] is b[0]为 True

a[0] is c[0]为 False

a = [[-1, 2, 3], [4, 5, 6]]

b = [[-1, 2, 3], [7, 8, 9]]

c = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

a[1] is b[1]为False

从上面的代码我们可以看到，copy函数为浅拷贝，只拷贝了对象的外层，而对象内部所包含的对象仍然指向原有的对象。而deepcopy则为深拷贝，对象内部的对象也进行了复制。

以上我们对变量的赋值和对象的复制做了更加深入的分析。在具体的使用中，我们需要根据具体来决定使用赋值、浅拷贝、深拷贝。

python字典操作函数

字典是一种通过名字或者关键字引用的得数据结构，其键可以是数字、字符串、元组，这种结构类型也称之为映射。字典类型是Python中唯一内建的映射类型，基本的操作包括如下：

(1)len()：返回字典中键—值对的数量；

(2)d[k]:返回关键字对于的值；

(3)d[k]=v:将值关联到键值k上；

(4)del d[k]:删除键值为k的项；

(5)key in d:键值key是否在d中，是返回True，否则返回False。

(6)clear函数：清除字典中的所有项

(7)copy函数：返回一个具有相同键值的新字典；deepcopy()函数使用深复制，复制其包含所有的值，这个方法可以解决由于副本修改而使原始字典也变化的问题

(8)fromkeys函数：使用给定的键建立新的字典，键默认对应的值为None

(9)get函数：访问字典成员

(10)has_key函数：检查字典中是否含有给出的键

(11)items和iteritems函数:items将所有的字典项以列表方式返回，列表中项来自（键，值），iteritems与items作用相似，但是返回的是一个迭代器对象而不是列表

(12)keys和iterkeys：keys将字典中的键以列表形式返回，iterkeys返回键的迭代器

(13)pop函数：删除字典中对应的键

(14)popitem函数：移出字典中的项

(15)setdefault函数：类似于get方法，获取与给定键相关联的值，也可以在字典中不包含给定键的情况下设定相应的键值

(16)update函数：用一个字典更新另外一个字典

(17) values和itervalues函数：values以列表的形式返回字典中的值，itervalues返回值得迭代器，由于在字典中值不是唯一的，所以列表中可以包含重复的元素

一、字典的创建

1.1 直接创建字典

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

printd['two']

printd['three']

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

1.2 通过dict创建字典

# _*_ coding:utf-8 _*_

items=[('one',1),('two',2),('three',3),('four',4)]

printu'items中的内容:'

printitems

printu'利用dict创建字典，输出字典内容:'

d=dict(items)

printd

printu'查询字典中的内容:'

printd['one']

printd['three']

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

items中的内容:

[('one',1), ('two',2), ('three',3), ('four',4)]

利用dict创建字典，输出字典内容:

{'four':4,'three':3,'two':2,'one':1}

查询字典中的内容:

或者通过关键字创建字典

# _*_ coding:utf-8 _*_

d=dict(one=1,two=2,three=3)

printu'输出字典内容:'

printd

printu'查询字典中的内容:'

printd['one']

printd['three']

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

输出字典内容:

{'three':3,'two':2,'one':1}

查询字典中的内容:

二、字典的格式化字符串

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3,'four':4}

printd

print"three is %(three)s."%d

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'four':4,'three':3,'two':2,'one':1}

threeis3.

三、字典方法

3.1 clear函数：清除字典中的所有项

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3,'four':4}

printd

d.clear()

printd

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'four':4,'three':3,'two':2,'one':1}

{}

请看下面两个例子

3.1.1

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={}

dd=d

d['one']=1

d['two']=2

printdd

d={}

printd

printdd

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'two':2,'one':1}

{}

{'two':2,'one':1}

3.1.2

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={}

dd=d

d['one']=1

d['two']=2

printdd

d.clear()

printd

printdd

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'two':2,'one':1}

{}

{}

3.1.2与3.1.1唯一不同的是在对字典d的清空处理上，3.1.1将d关联到一个新的空字典上，这种方式对字典dd是没有影响的，所以在字典d被置空后，字典dd里面的值仍旧没有变化。但是在3.1.2中clear方法清空字典d中的内容，clear是一个原地操作的方法，使得d中的内容全部被置空，这样dd所指向的空间也被置空。

3.2 copy函数：返回一个具有相同键值的新字典

# _*_ coding:utf-8 _*_

x={'one':1,'two':2,'three':3,'test':['a','b','c']}

printu'初始X字典：'

printx

printu'X复制到Y：'

y=x.copy()

printu'Y字典：'

printy

y['three']=33

printu'修改Y中的值，观察输出：'

printy

printx

printu'删除Y中的值，观察输出'

y['test'].remove('c')

printy

printx

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

初始X字典：

{'test': ['a','b','c'],'three':3,'two':2,'one':1}

X复制到Y：

Y字典：

{'test': ['a','b','c'],'one':1,'three':3,'two':2}

修改Y中的值，观察输出：

{'test': ['a','b','c'],'one':1,'three':33,'two':2}

{'test': ['a','b','c'],'three':3,'two':2,'one':1}

删除Y中的值，观察输出

{'test': ['a','b'],'one':1,'three':33,'two':2}

{'test': ['a','b'],'three':3,'two':2,'one':1}

注：在复制的副本中对值进行替换后，对原来的字典不产生影响，但是如果修改了副本，原始的字典也会被修改。deepcopy函数使用深复制，复制其包含所有的值，这个方法可以解决由于副本修改而使原始字典也变化的问题。

# _*_ coding:utf-8 _*_

fromcopyimportdeepcopy

x={}

x['test']=['a','b','c','d']

y=x.copy()

z=deepcopy(x)

printu'输出：'

printy

printz

printu'修改后输出：'

x['test'].append('e')

printy

printz

运算输出：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

输出：

{'test': ['a','b','c','d']}

{'test': ['a','b','c','d']}

修改后输出：

{'test': ['a','b','c','d','e']}

{'test': ['a','b','c','d']}

3.3 fromkeys函数：使用给定的键建立新的字典，键默认对应的值为None

# _*_ coding:utf-8 _*_

d=dict.fromkeys(['one','two','three'])

printd

运算输出：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':None,'two':None,'one':None}

或者指定默认的对应值

# _*_ coding:utf-8 _*_

d=dict.fromkeys(['one','two','three'],'unknow')

printd

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':'unknow','two':'unknow','one':'unknow'}

3.4 get函数：访问字典成员

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

printd.get('one')

printd.get('four')

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

1

None

注：get函数可以访问字典中不存在的键，当该键不存在是返回None

3.5 has_key函数：检查字典中是否含有给出的键

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

printd.has_key('one')

printd.has_key('four')

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

True

False

3.6 items和iteritems函数:items将所有的字典项以列表方式返回，列表中项来自（键，值），iteritems与items作用相似，但是返回的是一个迭代器对象而不是列表

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

list=d.items()

forkey,valueinlist:

printkey,':',value

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

three :3

two :2

one :1

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

it=d.iteritems()

fork,vinit:

print"d[%s]="%k,v

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

d[three]=3

d[two]=2

d[one]=1

3.7 keys和iterkeys：keys将字典中的键以列表形式返回，iterkeys返回键的迭代器

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

printu'keys方法：'

list=d.keys()

printlist

printu'\niterkeys方法：'

it=d.iterkeys()

forxinit:

printx

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

keys方法：

['three','two','one']

iterkeys方法：

three

two

one

3.8 pop函数：删除字典中对应的键

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

d.pop('one')

printd

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

{'three':3,'two':2}

3.9 popitem函数：移出字典中的项

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

d.popitem()

printd

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':1}

{'two':2,'one':1}

3.10 setdefault函数：类似于get方法，获取与给定键相关联的值，也可以在字典中不包含给定键的情况下设定相应的键值

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={'one':1,'two':2,'three':3}

printd

printd.setdefault('one',1)

printd.setdefault('four',4)

printd

运算结果：

{'three':3,'two':2,'one':1}

{'four':4,'three':3,'two':2,'one':1}

3.11 update函数：用一个字典更新另外一个字典

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={

'one':123,

'two':2,

'three':3

}

printd

x={'one':1}

d.update(x)

printd

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

{'three':3,'two':2,'one':123}

{'three':3,'two':2,'one':1}

3.12 values和itervalues函数：values以列表的形式返回字典中的值，itervalues返回值得迭代器，由于在字典中值不是唯一的，所以列表中可以包含重复的元素

# _*_ coding:utf-8 _*_

d={

'one':123,

'two':2,

'three':3,

'test':2

}

printd.values()

运算结果：

=======RESTART: C:\Users\Mr_Deng\Desktop\test.py=======

[2,3,2,123]

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