列表推导式、深浅拷贝

本文将会总结以下几个知识点:

  • 列表推导式
  • ==is
  • 深拷贝和浅拷贝

列表推导式

需求:如果我们想生成一个连续的列表,可以采用哪些方式呢?首先可以使用 forwhile 循环:

def createList(num):
    lis = []
    for i in range(num):
        lis.append(i)
    return lis

print(createList(10))
def createList(num):
    lis = []
    count = 0
    while True:
        if num == count:
            break;
        else:
            count += 1
            lis.append(count)
    return lis

print(createList(10))

如果我们想在生成列表的时候进行筛选,可以这样做:

def createList(num):
    lis = []
    for i in range(num):
        if not i%2:
            lis.append(i)

    return lis

print(createList(10))
def createList(num):
    lis = []
    count = 0
    while True:
        if num == count:
            break;
        else:
            count += 1
            if not count % 2:
                lis.append(count)
    return lis

print(createList(10))

上面的代码可以生成任何我们想要的列表,但是代码量有点多,因此,Python 提供了列表推导式让我们快捷生成列表,其格式为:

[ 变量 for 表达式 判断条件 ]

上面的变量有且只能有一个,如果需要多个变量,可以采用列表或元组的方式实现。下面是一些常见用途:
1.生成一个列表:

def createList(num):
    return [i for i in range(num)]

print(createList(10))

运行结果:

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

2.生成列表时进行筛选:

def createList(num):
    return [i for i in range(num) if not i%2]

print(createList(10))

运行结果:

[0, 2, 4, 6, 8]

3.循环嵌套,生成多维列表

def createList(num):
    return [(i,j) for i in range(num) for j in range(3)]

print(createList(3))

运行结果:

[(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]

上面就是列表推导式的简单用法。

==is

Python 中,== 用来判断两个变量的值是否相同,is 用来判断两个变量是否指向同一块内存空间。
看如下实例:

a = [1,2,3]
b = a
c = [1,2,3]
d = [1,2,3,4]

print("a == b: %s"%(a == b))
print("a == c: %s"%(a == c))
print("b == c: %s"%(b == c))
print("a == d: %s"%(a == d))

运行结果:

a == b: True
a == c: True
b == c: True
a == d: False

如上,abc 三个变量的值相同,都是 [1,2,3],因此使用 == 操作符判断的结果为 Trueabcd 的值不相同,因此判断的结果为 False
再来看下 is 运算符:

a = [1,2,3]
b = a
c = [1,2,3]
d = [1,2,3,4]

print("a == b: %s"%(a is b))
print("a == c: %s"%(a is c))
print("b == c: %s"%(b is c))
print("a == d: %s"%(a is d))

运行结果:

a == b: True
a == c: False
b == c: False
a == d: False

上例中,只有 ab 变量指向同一块内存,因此对它们使用 is 操作符判断的结果为 True,而其他的几个判断返回 True

深拷贝和浅拷贝

实现深拷贝和浅拷贝,可以使用函数递归完成,也可以使用 Python 内置的 copy 模块。深拷贝使用 deepcopy 函数,浅拷贝使用 copy 函数。
深拷贝和浅拷贝的区别如下:

  • 深拷贝会对变量进行递归拷贝,拷贝后的值和原始值之间没有引用关系
  • 浅拷贝只对变量的外层进行拷贝,拷贝后内层值与原始值之间扔存在引用关系

看一下深拷贝的例子:

from copy import deepcopy

a = [1,2,3]
b = [4,5,6]
# c 中保存了 a 和 b 的引用,修改 a 和 b 的值会同步影响到 c 的值
c = [a,b]
# 对 c 进行深拷贝
d = deepcopy(c)
# 修改 a 的值
a.append(666)
# 打印 c 和 d
print(c)
print(d)
print(c is d)

运行结果如下:

[[1, 2, 3, 666], [4, 5, 6]]
[[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
False

进行深拷贝时,会对变量内部一层一层进行递归拷贝,拷贝到新变量中的值和原始值之间没有引用关系,修改原始值不会影响到新变量中的值。示意图如下:


深拷贝示意图.png

接下看看一下浅拷贝的例子:

from copy import copy

a = [1,2,3]
b = [4,5,6]
# c 中保存了 a 和 b 的引用,修改 a 和 b 的值会同步影响到 c 的值
c = [a,b]
# 对 c 进行浅拷贝
d = copy(c)
# 修改 a 的值
a.append(666)
# 打印 c 和 d
print(c)
print(d)
print(c is d)

运行结果如下:

[[1, 2, 3, 666], [4, 5, 6]]
[[1, 2, 3, 666], [4, 5, 6]]
False

可见,浅拷贝只能对外层进行拷贝,而对于内层的值不会进行拷贝,仍然指向原始的引用。示意图如下:

浅拷贝示意图.png

对元组进行浅拷贝

修改代码,实现对元组进行浅拷贝:

from copy import copy

a = [1,2,3]
b = [4,5,6]
c = (a,b)
d = copy(c)
print(c is d)
print(id(c),id(d))

运行结果如下:

True
17322512 17322512

修改代码,实现对元组进行深拷贝:

from copy import deepcopy

a = [1,2,3]
b = [4,5,6]
c = (a,b)
d = deepcopy(c)
print(c is d)
print(id(c),id(d))

运行结果如下:

False
15881080 15207040

可见,进行浅拷贝时,如果是不可变类型,则不会对外层进行拷贝,调用 copy 函数的返回值仍然是指向原始值的一个引用,进行深拷贝时才会对外层和内层进行拷贝,这点需要注意。

完。

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