如何在 Python 中複製清單（淺複製與深複製）
了解如何在 Python 中複製清單。探索列表切片、copy() 方法、列表建構函數，並掌握淺拷貝和深拷貝之間的差異。
概述
在Python中，列表是可變對象，變數在記憶體中保存對這些對象的引用而不是實際值。這意味著，如果您將清單指派給新變數（例如“list_b = list_a”），則兩個變數都引用完全相同的清單。透過「list_b」進行的任何修改都會立即影響「list_a」。為了避免這種副作用，您必須建立該清單的明確副本。
Python 提供了幾種建立清單淺表副本的方法。淺拷貝建構一個新列表，其中包含對原始列表中找到的元素的引用。常見的方法包括使用內建清單 `.copy()` 方法、使用清單切片 `list_a[:]` 或將清單傳遞給 `list()` 建構子。所有這些都會建立一個新的清單容器，讓您可以獨立地附加或刪除元素。
但是，如果清單包含嵌套的可變物件（例如清單或字典），則淺拷貝只會複製外部容器；嵌套物件保持共用。修改副本中的巢狀清單將變更原始清單。為了防止這種情況，您必須使用“copy”模組的“deepcopy()”函數執行深度複製，該函數會遞歸地複製層次結構內的每個物件。
程式碼和執行輸出
此程式碼演示了引用分配陷阱、使用 list.copy() 的淺複製以及使用 copy 模組的深複製嵌套列表。
copy_lists.py
在編輯器中嘗試import copy
# 1. The assignment reference trap (Not a copy!)
original = [1, 2, 3]
reference = original
reference.append(99)
print("Reference modification affects original:", original)
# Reset list
original = [1, 2, 3]
# 2. Creating a shallow copy (using list.copy())
shallow_copy = original.copy()
shallow_copy.append(100)
print("\nOriginal:", original)
print("Shallow copy:", shallow_copy)
# 3. The nested list limitation of shallow copies
nested = [[1, 2], [3, 4]]
shallow_nested = nested.copy()
shallow_nested[0].append(99) # Modifying nested list
print("\nOriginal nested:", nested)
print("Shallow nested copy:", shallow_nested)
# 4. Creating a deep copy
nested_original = [[1, 2], [3, 4]]
deep_copy = copy.deepcopy(nested_original)
deep_copy[0].append(99)
print("\nOriginal nested:", nested_original)
print("Deep copy (completely independent):", deep_copy)端子輸出
Reference modification affects original: [1, 2, 3, 99]
Original: [1, 2, 3]
Shallow copy: [1, 2, 3, 100]
Original nested: [[1, 2, 99], [3, 4]]
Shallow nested copy: [[1, 2, 99], [3, 4]]
Original nested: [[1, 2], [3, 4]]
Deep copy (completely independent): [[1, 2, 99], [3, 4]]逐步實施
- 使用 my_list.copy() 或 my_list[:] 建立平面清單結構的淺表副本。
- 當您需要獨立集合時，請避免像 copy_list = my_list 這樣的引用分配。
- 匯入 copy 模組並對包含嵌套可變結構的清單使用 copy.deepcopy(my_list) 。
- 確保您了解資料結構以優化效能和記憶體佔用。
常見問題解答
淺拷貝和深拷貝有什麼差別？
淺拷貝複製最外層的容器，但引用嵌套的可變物件。深拷貝遞歸地複製所有嵌套的容器和對象，從而產生完全隔離的資料結構。
列表切片 (list[:]) 比 list.copy() 更快嗎？
它們的性能幾乎相同，因為兩者都在底層執行最佳化的 C 操作。為了提高可讀性，通常首選使用 list.copy()。
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