Python核心技术与实战学习笔记(九):Python对象的比较和拷贝
9.Python对象的比较和拷贝
1. == 与 is
1.1 应用
==:比较对象之间的值是否相等
is:比较对象身份标识是否相等,即是否为同一个对象
a = 10
b = 10
a == b
True
id(a)
4427562448
id(b)
4427562448
a is b
True
python会为10开辟一个内存空间,然后让a,b指向该内存空间;要注意的是,对于整型数字来说,只有当数字为-5到256之间时才会这样。原因在于:python内部维持着一个-5到256的数组,起到缓存的作用。当要创建一个-5到256的整型数字时,python都会从这个数组返回相对应的引用,而不是为该数开辟内存空间。
当我们创建的不是-5到256之间的数字时,如:
a = 257
b = 257
a == b
True
id(a)
4473417552
id(b)
4473417584
a is b
False
python为257开辟了两个新的内存空间。
1.2 ==与is的效率比较
比较操作符“is”的速度效率通常要优于“==”。这是因为:
- is操作符不能被重载,这样python就不用去程序其他地方查找是否重载了此比较符,并去调用。而执行is比较操作符,就仅仅是比较两个变量的ID而已。
- 对于“==”操作符,执行a==b就相当于去执行a.__eq__(b),而python大部分数据类型都会去重载__eq__这个函数,其内部处理通常更复杂。比如,对于列表,__eq__函数会去遍历列表中的元素,比较它们的顺序和值是否相等。
immutable变量之间的==判断是否永远不变
创建元组之后,由于它immutable,故不可修改。那么,是不是对于两个值相同的元组,==判断永远成立呢?
t1 = (1,2,[3,4])
t2 = (1,2,[3,4])
print(t1 == t2)
============================
true
t1[-1].append(5)
print(t1 == t2)
=============================
false
由于元组是可嵌套的,故元组内部还可以嵌套可变类型,可以对其进行修改,这样元组也变了,==不再成立。
因此,在日常程序中,不要因为是immutable就放松警惕,在必要的地方不要省略条件检查。
1.3 浅拷贝与深拷贝
浅拷贝
浅拷贝:拷贝的是原来对象的引用,并开辟新的内存空间存储这些引用。
浅拷贝主要有三种方式:工厂函数,切片操作,copy.copy()方法:
- 工厂函数:
l1 = [1, 2, 3]
l2 = list(l1)
l2
[1, 2, 3]
l1 == l2
True
l1 is l2
False
s1 = set([1, 2, 3])
s2 = set(s1)
s2
{1, 2, 3}
s1 == s2
True
s1 is s2
False
- 切片操作(可变序列):
l1 = [1, 2, 3]
l2 = l1[:]
l1 == l2
True
l1 is l2
False
- copy.copy()方法:
import copy
l1 = [1, 2, 3]
l2 = copy.copy(l1)
要注意的是,对于元组,以上三种方式都不会创建浅拷贝,而只是返回指向相同元组的引用:
t1 = (1, 2, 3)
t2 = tuple(t1)
t1 == t2
True
t1 is t2
True
显然,由于浅拷贝里的元素只是对原先对象的引用(实际上都指向了同一块内存区域),故原先对象的改变也会导致浅拷贝元素的改变。
l1 = [[1, 2], (30, 40)]
l2 = list(l1)
l1.append(100)
l1[0].append(3)
l1
[[1, 2, 3], (30, 40), 100]
l2 # 原本为[[1, 2], (30, 40)]
[[1, 2, 3], (30, 40)] # l2的第一个元素是引用,和l1的第一个元素一样指向了同一个列表
l1[1] += (50, 60) # 元组是不可变的,这里表示的是对元组的拼接
l1
[[1, 2, 3], (30, 40, 50, 60), 100]
l2
[[1, 2, 3], (30, 40)] # 元组不能浅拷贝,l2中没有引用新元组,因此l2不受影响。
因此,若要避免浅拷贝带来的副作用,则要使用深拷贝。
深拷贝的方式
深拷贝是指重新分配一块内存,创建一个新的对象,并且将原对象的元素,以递归的方式,通过创建新的子对象拷贝到新对象中。因此,新对象与原对象没有任何关联。
python中以copy.deepcopy()方法实现对象的深拷贝。如:
import copy
l1 = [[1, 2], (30, 40)]
l2 = copy.deepcopy(l1)
l1.append(100)
l1[0].append(3)
l1
[[1, 2, 3], (30, 40), 100]
l2
[[1, 2], (30, 40)]
深拷贝会维护一个字典,记录已经拷贝的对象及其ID,来提高效率并防止无限递归的发生。
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