Python 库手册：copy 对象拷贝

copy 是 Python 标准库中的一个模块，提供了对象浅拷贝（shallow copy）和深拷贝（deep copy）的功能。它解决了直接赋值引用同一对象导致数据被意外修改的问题，常用于需要复制列表、字典、用户自定义对象等可变数据结构的场景。

常见应用场景：

（1）避免数据引用共享

防止不同变量指向同一个可变对象时，相互修改造成数据污染。

（2）数据快照备份

复制当前数据状态，在后续操作出错时可回滚。

（3）复杂嵌套结构复制

深拷贝可以一次性复制多层嵌套的容器对象，互不影响。

（4）自定义对象的复制

复制类实例，包括属性值和嵌套对象。

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核心概念

1、赋值（assignment）

b = a 只是让 b 引用 a，不会创建新对象。修改 b 会影响 a（如果是可变对象）。

2、浅拷贝（shallow copy）

创建一个新对象，但内部元素的引用保持不变（一级复制，子对象共用引用）。

3、深拷贝（deep copy）

创建一个新对象，同时递归复制其所有子对象，完全独立。

4、自定义拷贝行为

类可以定义 __copy__（浅拷贝）和 __deepcopy__（深拷贝）方法来控制复制方式。

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基本用法

import copy

# 浅拷贝
new_obj = copy.copy(original_obj)

# 深拷贝
new_obj = copy.deepcopy(original_obj)

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应用举例

例 1、 赋值 vs 浅拷贝

import copy

a = [1, 2, [3, 4]]

b = a               # 赋值（同一对象引用）
c = copy.copy(a)    # 浅拷贝（一级对象独立）

a.append(5)
a[2].append(6)

print("a:", a)  # [1, 2, [3, 4, 6], 5]
print("b:", b)  # 与 a 相同
print("c:", c)  # [1, 2, [3, 4, 6]] -> 子列表仍然共享

浅拷贝只复制外层列表，内部子列表依然共享引用。

例 2、深拷贝避免共享

import copy

a = [1, 2, [3, 4]]

d = copy.deepcopy(a)  # 深拷贝（完全独立）

a[2].append(6)

print("a:", a)  # [1, 2, [3, 4, 6]]
print("d:", d)  # [1, 2, [3, 4]] -> 子列表不受影响

例 3、自定义对象复制

import copy

class Point:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y

p1 = Point(2, 3)
p2 = copy.copy(p1)       # 浅拷贝
p3 = copy.deepcopy(p1)   # 深拷贝

print(p1.x, p1.y)  # 2 3
print(p2.x, p2.y)  # 2 3
print(p3.x, p3.y)  # 2 3

如果类属性中有可变对象，深拷贝才能完全独立。

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常用函数速览

copy.copy(x)

返回 x 的浅拷贝。

参数：

x：要复制的对象

返回：复制后的新对象（外层独立，内层引用共享）

copy.deepcopy(x, memo=None)

返回 x 的深拷贝。

参数：

x：要复制的对象。

memo：递归拷贝时使用的字典，防止循环引用导致无限递归（通常不用手动传）

返回：复制后的新对象（完全独立）

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补充说明

1、不可变对象（int、float、str、tuple）

浅拷贝与深拷贝对它们没有区别，因为它们本身不能被修改。

2、性能考虑

深拷贝比浅拷贝慢，占用更多内存，应在确有需要时使用。

3、循环引用

deepcopy 会自动处理对象之间的循环引用，不会无限递归。

4、自定义类的复制控制

如果类实现了 __copy__ 或 __deepcopy__，copy 模块会优先调用它们。

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