如何深拷贝一个列表？

Question

在E0_copy = list(E0) 之后，我猜E0_copy 是E0 的深层副本，因为id(E0) 不等于id(E0_copy)。然后我在循环中修改E0_copy，但是为什么后面E0不一样了？

E0 = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
for k in range(3):
    E0_copy = list(E0)
    E0_copy[k][k] = 0
    #print(E0_copy)
print E0  # -> [[0, 2, 3], [4, 0, 6], [7, 8, 0]]

Answer 1

E0_copy 不是深拷贝。您不会使用 list() 进行深层复制。 （list(...) 和 testList[:] 都是浅拷贝。）

您使用copy.deepcopy(...) 深度复制列表。

deepcopy(x, memo=None, _nil=[])
    Deep copy operation on arbitrary Python objects.

看下面的sn-p-

>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = list(a)
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0][1] = 10
>>> a
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> b   # b changes too -> Not a deepcopy.
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]

现在查看deepcopy 操作

>>> import copy
>>> b = copy.deepcopy(a)
>>> a
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0][1] = 9
>>> a
[[1, 9, 3], [4, 5, 6]]
>>> b    # b doesn't change -> Deep Copy
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]

解释一下，list(...) 不会递归地复制内部对象。它只制作最外层列表的副本，同时仍然引用相同的内部列表，因此，当您改变内部列表时，更改会反映在原始列表和浅表副本中。通过检查id(a[0]) == id(b[0]) where b = list(a)，您可以看到浅复制引用了内部列表。

Answer 2

如果您的列表元素是不可变对象，那么您可以使用它，否则您必须使用来自copy 模块的deepcopy。

你也可以像这样使用最短的方法来深拷贝list。

a = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
b = a[:] #deep copying the list a and assigning it to b
print id(a)
20983280
print id(b)
12967208

a[2] = 20
print a
[0, 1, 20, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10]
print b
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10]

Answer 3

我相信很多程序员都遇到过面试问题，他们被要求深度复制一个链表，但是这个问题比听起来更难！

在 Python 中，有一个名为 copy 的模块具有两个有用的功能：

import copy
copy.copy()
copy.deepcopy()

copy() 是一个浅拷贝函数。如果给定的参数是一个复合数据结构，例如 list，那么 Python 将创建另一个相同类型的对象（在这种情况下，一个 new list）但是旧列表中的所有内容，仅复制它们的引用。可以这样想：

newList = [elem for elem in oldlist]

直观地说，我们可以假设deepcopy() 将遵循相同的范例，唯一的区别是对于每个 elem 我们将递归调用 deepcopy，（就像mbguy's answer）

但这是错误的！

deepcopy()实际上保留了原始复合数据的图形结构：

a = [1,2]
b = [a,a] # there's only 1 object a
c = deepcopy(b)

# check the result
c[0] is a # False, a new object a_1 is created
c[0] is c[1] # True, c is [a_1, a_1] not [a_1, a_2]

这是棘手的部分：在deepcopy() 的过程中，使用哈希表（Python 中的字典）将每个旧对象 ref 映射到每个新对象 ref，从而防止不必要的重复，从而保留复制的结构复合数据。

Official docs

Answer 4

将列表视为一棵树，python中的deep_copy可以最简洁的写成

def deep_copy(x):
    if not isinstance(x, list):
        return x
    else:
        return [deep_copy(elem) for elem in x]

它基本上是以深度优先的方式递归遍历列表。

Answer 5

@Sukrit 卡拉

No.1：list()、[:]、copy.copy()都是浅拷贝。如果一个对象是复合的，它们都不合适。您需要使用copy.deepcopy()。

No.2：直接b = a，a和b具有相同的引用，更改a与更改b一样。

将 a 设置为 b

如果直接将a 分配给b，a 和b 共享一个引用。

>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = a
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0] = 1
>>> a
[1, [4, 5, 6]]
>>> b
[1, [4, 5, 6]]


>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = a
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0][1] = 10
>>> a
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]

影子副本

list()

list() 和 [:] 是一样的。除了第一层的变化，其他层的变化都会被转移。

>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = list(a)
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0] = 1
>>> a
[1, [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]


>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = list(a)
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0][1] = 10
>>> a
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]

[:]

>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = a[:]
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0] = 1
>>> a
[1, [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]


>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = a[:]
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0][1] = 10
>>> a
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]

list() 和 [:] 改变其他层，除了第一层

# =========== [:] ===========
>>> a = [[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b = a[:]
>>> a
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> a[0][2] = 4
>>> a
[[1, 2, 4], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 4], [4, 5, 6]]


>>> a = [[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b = a[:]
>>> a
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> a[0][2][0] = 999
>>> a
[[1, 2, [999, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, [999, 6]], [4, 5, 6]]



# =========== list() ===========
>>> a = [[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b = list(a)
>>> a
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> a[0][2] = 4
>>> a
[[1, 2, 4], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 4], [4, 5, 6]]


>>> a = [[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b = list(a)
>>> a
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, [3.5, 6]], [4, 5, 6]]
>>> a[0][2][0] = 999
>>> a
[[1, 2, [999, 6]], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, [999, 6]], [4, 5, 6]]

copy()

你会发现copy()的功能和list()和[:]是一样的。都是浅拷贝。

关于浅拷贝和深拷贝的更多信息，也许你可以参考here。

>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = copy.copy(a)
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0][1] = 10
>>> a
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]

deepcopy()

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


>>> a = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b = copy.deepcopy(a)
>>> a
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
>>> a[0][1] = 10
>>> a
[[1, 10, 3], [4, 5, 6]]
>>> b
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

Answer 6

如果不允许直接导入模块，可以将自己的 deepcopy 函数定义为 -

def copyList(L):
if type(L[0]) != list:
    return [i for i in L]
else:
    return [copyList(L[i]) for i in range(len(L))]

它的工作很容易被视为 -

>>> x = [[1,2,3],[3,4]]
>>> z = copyList(x)
>>> x
[[1, 2, 3], [3, 4]]
>>> z
[[1, 2, 3], [3, 4]]
>>> id(x)
2095053718720
>>> id(z)
2095053718528
>>> id(x[0])
2095058990144
>>> id(z[0])
2095058992192
>>>

Answer 7

下面是一个如何深度复制 2D 列表的示例：

  b = [x[:] for x in a]

Answer 8

这更pythonic

my_list = [0, 1, 2, 3, 4, 5]  # some list
my_list_copy = list(my_list)  # my_list_copy and my_list does not share reference now.

注意：这对于引用对象列表是不安全的

Answer 9

如果列表的内容是原始数据类型，则可以使用推导式

new_list = [i for i in old_list]

您可以将它嵌套在多维列表中，例如：

new_grid = [[i for i in row] for row in grid]

Answer 10

只是一个递归的深拷贝函数。

def deepcopy(A):
    rt = []
    for elem in A:
        if isinstance(elem,list):
            rt.append(deepcopy(elem))
        else:
            rt.append(elem)
    return rt

编辑：正如 Cfreak 提到的，这已经在 copy 模块中实现。