在 Python 中，淺拷貝（Shallow Copy） 和 深拷貝（Deep Copy） 是處理對象復制的兩種重要機制，它們的區別主要體現在對嵌套對象的處理方式上。以下是詳細解析：
1. 淺拷貝（Shallow Copy）
淺拷貝會創建一個新對象，但新對象中的子對象是原對象中子對象的引用。
特點：
- 只復制外層對象，嵌套對象（如列表中的列表、字典中的字典）仍與原對象共享。
- 修改淺拷貝的外層對象不會影響原對象，但修改嵌套對象會同時影響原對象和淺拷貝。
實現方式：
- 使用
copy模塊的copy()方法。 - 對列表使用切片操作
new_list = old_list[:]。 - 對字典使用
dict.copy()方法。
示例：
import copyoriginal = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
shallow_copy = copy.copy(original)# 修改外層對象
shallow_copy.append([7, 8, 9])
print(original) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]（原對象未改變）
print(shallow_copy) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]# 修改嵌套對象
shallow_copy[0][0] = 100
print(original) # [[100, 2, 3], [4, 5, 6]]（原對象被修改！）
print(shallow_copy) # [[100, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
2. 深拷貝（Deep Copy）
深拷貝會遞歸地復制所有嵌套對象，完全獨立于原對象。
特點：
- 新對象和原對象的所有層級完全獨立，修改任一對象均不會影響另一個。
- 適用于需要完全隔離的場景，但性能開銷較大（尤其是大型嵌套對象）。
實現方式：
- 使用
copy模塊的deepcopy()方法。
示例：
import copyoriginal = [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
deep_copy = copy.deepcopy(original)# 修改嵌套對象
deep_copy[0][0] = 100
print(original) # [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]（原對象未被修改）
print(deep_copy) # [[100, 2, 3], [4, 5, 6]]
3. 核心區別
| 特性 | 淺拷貝 | 深拷貝 |
|---|---|---|
| 復制層級 | 僅外層對象 | 遞歸復制所有嵌套對象 |
| 內存占用 | 低 | 高（遞歸復制所有對象） |
| 修改嵌套對象 | 影響原對象 | 不影響原對象 |
| 性能 | 快 | 慢（尤其是復雜結構） |
4. 使用場景
- 淺拷貝：適用于簡單對象（如單層列表、字典），或允許共享嵌套對象的場景。
- 深拷貝：適用于需要完全獨立的復雜嵌套對象（如多層結構、類實例）。
5. 注意事項
- 不可變對象（如字符串、元組、數字）的拷貝沒有實際意義，因為它們不可修改。
- 自定義對象的拷貝需要實現
__copy__()和__deepcopy__()方法以控制拷貝行為。 - 嵌套對象中如果包含循環引用（如對象 A 包含對象 B，對象 B 又引用對象 A），深拷貝可能引發遞歸錯誤。
6. 總結
- 淺拷貝是“表層復制”，適合簡單場景；深拷貝是“完全獨立復制”，適合復雜嵌套場景。
- 選擇拷貝方式時，需根據數據結構和需求權衡性能與獨立性。
