Python—list 和 dict 的复制

元素复制（针对 list）

一个 list 乘上一个整数 n 表示重复 list 中的元素 n 次创建一个新 list。这里需要注意的是 n ≥ 0，如果 n ＜ 0，返回新的空 list，可以看下面的示例。

>>> [0, 1] * 2
[0, 1, 0, 1]
>>> [0, 1] * 1
[0, 1]
>>> [0, 1] * 0
[]
>>> [0, 1] * -1
[]
>>> [0, 1] * -2
[]

由此可以得出，创建 10 个元素全为 0 的 list 可以这么做：[0] * 10，看一下是不是彻底实现了复制。

>>> a = [0] * 10
>>> a
[0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]
>>> a[0] = 1
>>> a
[1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

可以看到实现了复制，修改第一个元素的值对其余的元素没有影响。然而，事情可能没有那么简单，再来看一个例子。

>>> a = [[]] * 10
>>> a
[[], [], [], [], [], [], [], [], [], []]
>>> a[0].append(0)
>>> a
[[0], [0], [0], [0], [0], [0], [0], [0], [0], [0]]

可以发现，结果并不是想要的，一改全改。可以发现乘法有些时候不能进行复制。与此同时，希望大 list 里面的小 list 也实现复制，而不是指向同一个，怎么做？很简单，使用列表推导式就可以了，还是这个例子。

>>> a = [[] for _ in range(10)]
>>> a
[[], [], [], [], [], [], [], [], [], []]
>>> a[0].append(0)
>>> a
[[0], [], [], [], [], [], [], [], [], []]

这下应该没有问题了。如果进行元素复制怕遇到这样的麻烦就全部使用列表推导式。乘法也要会，因为有些模块或者是项目的源码可能会使用乘法！

整体复制

因为整体复制针对 list 和 dict 都可以使用，所以分成两部分，先看 list 的整体复制，再看 dict 的整体复制。

假设有一个 list 的实例 a，要把它复制给 b，能不能直接写 b = a 呢？其实是不行的，可以看一下下面的示例。

>>> a = [1, 2, 1]
>>> b = a
>>> b[2] = 3
>>> a
[1, 2, 3]

可以发现，修改 b 的时候，a 也跟着改了，可以看出 a 和 b 是同一个 list，如何让 a 和 b 只是值相等，但它们是不同的 list 呢？

最容易想到的方法就是使用 list 的方法 copy，还是这个例子。

>>> a = [1, 2, 1]
>>> b = a.copy()
>>> b[2] = 3
>>> a
[1, 2, 1]

可以发现修改 b 对 a 没有任何影响，因此完成了复制。

完成复制的操作其核心代码就是第二行，还可以使用下面几种方法来完成复制。

>>> b = a[:]
>>> b = list(a)
>>> b = [_ for _ in a]
>>> b = a + []  # 写成 b = [] + a 也可以
>>> b = a * 1  # 写成 b = 1 * a 也可以

其中后面两种可能不是那么容易能够想得到的，这些方法都能完成复制，可以自己进行验证。

但是，这几种复制的方法都存在一个问题，使用 copy 方法进行复制来演示一下这个问题。

>>> a = [[], []]
>>> b = a.copy()
>>> b[0].append(0)
>>> a
[[0], []]

可以发现复制并没有那么彻底，把这种不彻底的复制称之为浅复制。那么，如何不让它进行所谓的浅复制？后面再说，先继续看 dict 的整体复制。

假设有一个 dict 的实例 a，要把它复制给 b，能不能直接写 b = a 呢？其实是不行的，不信的话可以看一下下面的示例。

>>> a = {'1': 1, '2': 2}
>>> b = a
>>> b['1'] = 0
>>> a
{'1': 0, '2': 2}

可以发现，当 b 修改对应键的值时，a 也跟着修改，因此可以看出 a 和 b 是同一个 dict，如何让 a 和 b 只是值相等，但它们是不同的 dict 呢？

最容易想到的方法就是使用 dict 的方法 copy，还是这个例子。

>>> a = {'1': 1, '2': 2}
>>> b = a.copy()
>>> b['1'] = 0
>>> a
{'1': 1, '2': 2}

可以发现修改 b 对 a 没有任何影响，因此完成了复制。

完成复制的操作其核心代码就是第二行，还可以使用下面几种方法来完成复制。

>>> b = dict(a)
>>> b = {k: a[k] for k in a}

但是，这几种复制的方法都存在一个问题，使用 copy 方法进行复制来演示一下这个问题。

>>> a = {'1': [1], '2': [2]}
>>> b = a.copy()
>>> b['1'].append(1)
>>> a
{'1': [1, 1], '2': [2]}

可以发现这样的复制都是浅复制，如何不进行浅复制呢？答案是进行深复制即可。

深复制，即同时复制值及其包含的所有值，"深复制是彻底的复制！"

深复制Python 有模块已经实现好了，开箱即用。还是使用上面的例子进行演示。

>>> a = {'1': [1], '2': [2]}
>>> from copy import deepcopy
>>> b = deepcopy(a)
>>> b['1'].append(1)
>>> a
{'1': [1], '2': [2]}

同样的，对于 list 套 list 的情况也必须使用深复制。