Last Updated on 2021-10-05 by Clay
在 Python 中最容易導致程式錯誤的原因之一，就是 List 物件內值的意外改變。很多人剛遇到這個問題，臉上的表情就好像見鬼了一般，可能還會嚷嚷 Python 壞掉了也不一定 XD
一個最最簡單的例子，就是 List 物件跟著賦予的來源一起進行了更動。以下看個簡單的範例：
# coding: utf-8 def main(): # Init a = [[1, 1], [2, 2]] b = a # Append a.append([3, 3]) # Print print('a:', a) print('b:', b) if __name__ == '__main__': main()
Output:
a: [[1, 1], [2, 2], [3, 3]]
b: [[1, 1], [2, 2], [3, 3]]很奇怪，對吧？明明增加了新值的只有 a 變數啊！
這個原因其實很單純，因為 b 只是一個共享 a 值的新變數名稱罷了。我們可以使用 id() 函式瞧瞧：
# coding: utf-8 def main(): # Init a = [[1, 1], [2, 2]] b = a # Append a.append([3, 3]) # Print print('a id:', id(a)) print('b id:', id(b)) if __name__ == '__main__': main()
Output:
a id: 140219101052168
b id: 140219101052168會發現，a 和 b 真的是同樣的值，只是變數名稱不一樣罷了。
但這很麻煩啊，通常我們撰寫程式並不希望使用兩個同樣值卻不一樣名稱的變數，而是希望 b 能『複製』a 的值，但以後不論增減值，a 和 b 都是毫不相關的。
這時候，就輪到 Python 中的 copy 模組登場了。
淺複製（Shallow）與深複製（Deep）
Python 的 copy 模組中，有分成淺複製（shallow copy）以及深複製（deep copy）兩類。
淺複製（shallow copy）
『淺複製』使用 copy() 函式，能夠讓複製的物件獨立，也就是 a 和 b 已經無關了，新增新的值也不會影響到 b。
# coding: utf-8 import copy def main(): # Init a = [[1, 1], [2, 2]] b = copy.copy(a) # Change a.append([3, 3]) # Print print('a:', a) print('a id:', id(a)) print('='*50) print('b:', b) print('b id:', id(b)) if __name__ == '__main__': main()
Output:
a: [[1, 1], [2, 2], [3, 3]]
a id: 140378660764744
==================================================
b: [[1, 1], [2, 2]]
b id: 140378660765000但是淺複製跟深複製還是不一樣的。也就是雖然 a 變數新增、刪減元素不會影響到 b，但若是直接更動 a 變數內 b 已經參考的元素，則還是會對 b 產生影響。
# coding: utf-8 import copy def main(): # Init a = [[1, 1], [2, 2]] b = copy.copy(a) # Change a[0][0] = 0 # Print print('a:', a) print('a id:', id(a)) print('='*50) print('b:', b) print('b id:', id(b)) if __name__ == '__main__': main()
Output:
a: [[0, 1], [2, 2]]
a id: 140223083543624
==================================================
b: [[0, 1], [2, 2]]
b id: 140223083543880可以看到， [1, 1] 的第一個元素都被改變了。要防止這種事情發生，只能使用 deepcopy()。
深複製（deep copy）
『深複製』使用 deepcopy() 函式，能讓 a 和 b 兩個變數完全分離，是徹徹底底地複製。
# coding: utf-8 import copy def main(): # Init a = [[1, 1], [2, 2]] b = copy.deepcopy(a) # Change a.append([3, 3]) a[0][0] = 0 # Print print('a:', a) print('a id:', id(a)) print('='*50) print('b:', b) print('b id:', id(b)) if __name__ == '__main__': main()
Output:
a: [[0, 1], [2, 2], [3, 3]]
a id: 140719924018248
==================================================
b: [[1, 1], [2, 2]]
b id: 140719924018504可以看到，這次就算修改 a 中的元素也不會影響到 b 了。
References
- https://www.programiz.com/python-programming/shallow-deep-copy
- https://www.python-course.eu/deep_copy.php
- https://realpython.com/copying-python-objects/