[Python标准库]copy——复制对象

[Python标准库]copy——复制对象
        作用：提供一些函数，可以使用浅副本或深副本语义复制对象。
        Python 版本：1.4 及以后版本
        copy 模块包括两个函数 copy() 和 deepcopy()，用于复制现有的对象。
浅副本
        copy() 创建的浅副本（shallow copy）是一个新容器，其中填充原对象内容的引用。建立 list 对象的一个浅副本时，会构造一个新的 list，并将原对象的元素追加到这个 list。

import copyclass MyClass:    def __init__(self, name):        self.name = name    def __cmp__(self, other):        return cmp(self.name, other.name)a = MyClass('a')my_list = [ a ]dup = copy.copy(my_list)print '             my_list:', my_listprint '                 dup:', dupprint '      dup is my_list:', (dup is my_list)print '      dup == my_list:', (dup == my_list)print 'dup[0] is my_list[0]:', (dup[0] is my_list[0])print 'dup[0] == my_list[0]:', (dup[0] == my_list[0])

        对于一个浅副本，不会复制 MyClass 实例，所以 dup 列表中的引用会指向 my_list 中相同的对象。
深副本
        deepcopy() 创建的深副本是一个新容器，其中填充原对象内容的副本。要建立一个 list 的深副本，会构造一个新的 list，复制原列表的元素，然后将这些副本追加到新列表。
        将前例中的 copy() 调用替换为 deepcopy()，可以清楚地看到输出的不同。

import copyclass MyClass:    def __init__(self, name):        self.name = name    def __cmp__(self, other):        return cmp(self.name, other.name)a = MyClass('a')my_list = [ a ]dup = copy.deepcopy(my_list)print '             my_list:', my_listprint '                 dup:', dupprint '      dup is my_list:', (dup is my_list)print '      dup == my_list:', (dup == my_list)print 'dup[0] is my_list[0]:', (dup[0] is my_list[0])print 'dup[0] == my_list[0]:', (dup[0] == my_list[0])

定制复制行为
        可以使用特殊方法 __copy__() 和 __deepcopy__() 来控制如何建立副本。

• 调用 __copy__() 而不提供任何参数，这会返回对象的一个浅副本。
• 调用 __deepcopy__()，并提供一个备忘字典，这会返回对象的一个深副本。所有需要深复制的成员属性都要连同备忘字典传递到 copy.deepcopy() 来控制递归。

        下面这个例子展示了如何调用这些方法。

import copyclass MyClass:    def __init__(self, name):        self.name = name    def __cmp__(self, other):        return cmp(self.name, other.name)    def __copy__(self):        print '__copy__()'        return MyClass(self.name)    def __deepcopy__(self, memo):        print '__deepcopy__(%s)' % str(memo)        return MyClass(copy.deepcopy(self.name, memo))a = MyClass('a')sc = copy.copy(a)dc = copy.deepcopy(a)

深副本中的递归
        为了避免复制递归数据结构可能带来的问题，deepcopy() 使用了一个字典来跟踪已复制的对象。将这个字典传入 __deepcopy__() 方法，从而在该方法中也可以进行检查。
        下面的例子显示了一个互连的数据结构（如一个有向图）可以通过实现 __deepcopy__() 方法帮助防止递归。

import copyimport pprintclass Graph:        def __init__(self, name, connections):        self.name = name        self.connections = connections            def add_connection(self, other):        self.connections.append(other)            def __repr__(self):        return 'Graph(name=%s, id=%s)' % (self.name, id(self))        def __deepcopy__(self, memo):        print '\nCalling __deepcopy__ for %r' % self        if self in memo:            existing = memo.get(self)            print '  Already copied to %r' % existing            return existing        print '  Memo dictionary:'        pprint.pprint(memo, indent=4, width=40)        dup = Graph(copy.deepcopy(self.name, memo), [])        print '  Copying to new object %s' % dup        memo[self] = dup        for c in self.connections:            dup.add_connection(copy.deepcopy(c, memo))        return duproot = Graph('root', [])a = Graph('a', [root])b = Graph('b', [a, root])root.add_connection(a)root.add_connection(b)dup = copy.deepcopy(root)

        Graph 类包含一些基本的有向图方法。基于一个名和已连接的现有节点的一个列表可以初始化一个 Graph 实例。add_connection() 方法用于建立双向连接。deepcopy 也用到了这个方法。
        __deepcopy__() 方法将打印消息来显示它如何得到调用，并根据需要管理备忘字典内容。它不是复制整个连接列表，而是创建一个新列表，把各个连接的副本追加到这个列表。这样可以确保复制各个新节点时会更新备忘字典，以避免递归问题或多余的节点副本。与前面一样，完成时会返回复制的对象。
        上例中存在几个环，不过利用备忘字典处理递归就可以避免遍历导致栈溢出错误。复制根节点 root ，第二次遇到 root 节点时，此时正在复制 a 节点，__deepcopy__() 检测到递归，会重用备忘字典中现有的值，而不是创建一个新对象。