Python列表的复制

一、浅复制和深复制

在Python中，列表的复制可以使用切片语法或者copy()函数实现。但是需要注意到浅复制和深复制的区别。

浅复制，即复制列表的外层元素，但是内层元素使用的是同一个引用。例如：

a = [1,2,3]
b = a.copy()
a[0] = 0
print(a) #[0,2,3]
print(b) #[1,2,3]

可以看出，修改a列表的第一个元素不会对b列表造成影响。但是如果直接修改内层元素：

a = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = a.copy()
a[0][0] = 0
print(a) #[[0,2,3],[4,5,6]]
print(b) #[[0,2,3],[4,5,6]]

可以看到，修改a列表内部的元素同样会影响到b列表，因为内部元素使用的是同一个引用。

深复制（copy.deepcopy）则是将内部元素以及其子元素全部复制一遍。例如：

import copy
a = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = copy.deepcopy(a)
a[0][0] = 0
print(a) #[[0,2,3],[4,5,6]]
print(b) #[[1,2,3],[4,5,6]]

可以看出，修改a列表内部元素不会对b列表造成影响。

二、列表复制的应用场景

列表复制在Python中应用广泛，比如：

1.保留原始数据

在数据处理过程中，经常需要对数据进行统计和分析，为了避免对原始数据的修改，可以将原始数据进行复制。

a = [1,2,3,4,5]
original_data = a.copy()
# 对a进行修改
a[0] = 0
print(a) #[0,2,3,4,5]
print(original_data) #[1,2,3,4,5]

2.避免数据倒流

在多线程程序中，如果多个线程同时操作一个列表，可能会造成数据倒流的问题。这是因为多个线程之间共享全局变量，会对同一个内存地址进行操作。

import threading
a = [1,2,3,4,5]
def operate_list():
    # 取出第一个元素，并将其加一，然后放回列表第一个位置
    first = a.pop(0)
    first += 1
    a.insert(0, first)
for i in range(10):
    threading.Thread(target=operate_list).start()
print(a) #[6, 2, 3, 4, 5]

这种情况下，我们可以为每个线程都复制一遍列表。

3.复制嵌套列表

在处理嵌套列表的时候，如果不进行复制，可能会对原始数据产生影响。

a = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = a
a[0][0] = 0
print(a) #[[0,2,3],[4,5,6]]
print(b) #[[0,2,3],[4,5,6]]

可以看到，由于a和b使用同一个引用，因此修改a内部元素会同步修改b的元素。

import copy

# 浅复制
a = [1,2,3]
b = a.copy()
a[0] = 0
print(a) #[0,2,3]
print(b) #[1,2,3]

#浅复制内部元素
a = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = a.copy()
a[0][0] = 0
print(a) #[[0,2,3],[4,5,6]]
print(b) #[[0,2,3],[4,5,6]]

# 深复制
a = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = copy.deepcopy(a)
a[0][0] = 0
print(a) #[[0,2,3],[4,5,6]]
print(b) #[[1,2,3],[4,5,6]]

# 保留原始数据
a = [1,2,3,4,5]
original_data = a.copy()
# 对a进行修改
a[0] = 0
print(a) #[0,2,3,4,5]
print(original_data) #[1,2,3,4,5]

# 避免数据倒流
import threading
a = [1,2,3,4,5]
def operate_list():
    # 取出第一个元素，并将其加一，然后放回列表第一个位置
    first = a.pop(0)
    first += 1
    a.insert(0, first)
for i in range(10):
    threading.Thread(target=operate_list).start()
print(a) #[6, 2, 3, 4, 5]

#复制嵌套列表
a = [[1,2,3],[4,5,6]]
b = copy.deepcopy(a)
a[0][0] = 0
print(a) #[[0,2,3],[4,5,6]]
print(b) #[[1,2,3],[4,5,6]]