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これは日々の作業を通して学んだことや毎日の生活で気づいたことをを記録しておく備忘録である。

HTML ファイル生成日時: 2024/11/21 17:40:55.112 (台灣標準時)

Python の shallow copy と deep copy

"The Python Standard Library" に書いてあったこと

Python 関連の文書を読んでいると、 shallow copy と deep copy という言葉 が出てきたでござる。よくわからなかったので、調べてみたでござる。

まず、基本は、以下のことのようでござる。

Assignment statements in Python do not copy objects, they create bindings between a target and an object.

b = a

どのようなときに shallow copy と deep copy が必要になるかというと、以 下のような場合だそうでござる。

For collections that are mutable or contain mutable items, a copy is sometimes needed so one can change one copy without changing the other.

shallow copy と deep copy は以下のように説明されているでござる。まず、 shallow copy は以下の通りでござる。

A shallow copy constructs a new compound object and then (to the extent possible) inserts references into it to the objects found in the original.

A deep copy constructs a new compound object and then, recursively, inserts copies into it of the objects found in the original.

shallow copy だと、新たなオブジェクトが作られ、そこにもともとの compound object のなかの要素の reference が、新たに作られたオブジェク トに入れられるようでござる。一方で、 deep copy だと、新たなオブジェク トが作られ、そこにもともとの compound object のなかの要素のコピーが、 新たに作られたオブジェクトに入れられるようでござる。そのときに、もとも との compound object のなかの要素は、再帰的にコピーされるようでござる。 つまり、例えば、リストのなかにリストがあったら、リストのなかのリストも、 それぞれの値が新たなオブジェクトにコピーされるようでござる。よって、一 次元のリストや辞書の場合、 shallow copy と deep copy は同じことをする ようでござる。多次元のリストや辞書の場合、 shallow copy と deep copy の結果は違ってくるようでござる。

代入の例

スカラーについて、代入を行ってみるでござる。以下のコードを用意したでご ざる。

#!/usr/pkg/bin/python3.9

#
# Time-stamp: <2022/08/20 15:45:40 (CST) daisuke>
#

print ("executing 'a = 2'")

a = 2

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )

print ("executing 'b = a'")

b = a

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

print ("executing 'a = 3'")

a = 3

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

% ./test_copy_00.py
executing 'a = 2'
  value of a    = 2
  identity of a = 128063115999872
executing 'b = a'
  value of a    = 2
  identity of a = 128063115999872
  value of b    = 2
  identity of b = 128063115999872
executing 'a = 3'
  value of a    = 3
  identity of a = 128063115999904
  value of b    = 2
  identity of b = 128063115999872

a = 2

b = a

a = 3

次に、一次元のリストについて、代入を行ってみるでござる。以下のコードを 用意したでござる。

#!/usr/pkg/bin/python3.9

#
# Time-stamp: <2022/08/20 15:46:16 (CST) daisuke>
#

print ("executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'")

a = [ 10, 20, 30 ]

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )

print ("executing 'b = a'")

b = a

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

print ("executing 'a[1] = 100'")

a[1] = 100

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

% ./test_copy_01.py
executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'
  value of a    = [10, 20, 30]
  identity of a = 134615029306448
executing 'b = a'
  value of a    = [10, 20, 30]
  identity of a = 134615029306448
  value of b    = [10, 20, 30]
  identity of b = 134615029306448
executing 'a[1] = 100'
  value of a    = [10, 100, 30]
  identity of a = 134615029306448
  value of b    = [10, 100, 30]
  identity of b = 134615029306448

b = a

a[1] = 100

b = a

多次元のリストに対して、同様のことをしてみるでござる。以下のコードを用 意したでござる。

#!/usr/pkg/bin/python3.9

#
# Time-stamp: <2022/08/20 15:46:37 (CST) daisuke>
#

print ("executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'")

a = [ 10, 20, 30, [500, 600, 700] ]

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )

print ("executing 'b = a'")

b = a

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

print ("executing 'a[3][1] = 4000'")

a[3][1] = 4000

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

./test_copy_02.py
executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of a = 126803974160848
executing 'b = a'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of a = 126803974160848
  value of b    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of b = 126803974160848
executing 'a[1] = 100'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 4000, 700]]
  identity of a = 126803974160848
  value of b    = [10, 20, 30, [500, 4000, 700]]
  identity of b = 126803974160848

a = b

shallow copy の例

一次元のリストについて、 shallow copy を行ってみるでござる。以下のコー ドを用意してみたでござる。

#!/usr/pkg/bin/python3.9

#
# Time-stamp: <2022/08/20 15:47:06 (CST) daisuke>
#

print ("executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'")

a = [ 10, 20, 30 ]

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )

print ("executing 'b = a.copy ()'")

b = a.copy ()

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

print ("executing 'a[1] = 100'")

a[1] = 100

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

% ./test_copy_03.py
executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'
  value of a    = [10, 20, 30]
  identity of a = 132150259524688
executing 'b = a.copy ()'
  value of a    = [10, 20, 30]
  identity of a = 132150259524688
  value of b    = [10, 20, 30]
  identity of b = 132150259524048
executing 'a[1] = 100'
  value of a    = [10, 100, 30]
  identity of a = 132150259524688
  value of b    = [10, 20, 30]
  identity of b = 132150259524048

.copy ()

次に、多次元のリストに対して、 shallow copy を行ってみるでござる。以下 のコードを用意したでござる。

#!/usr/pkg/bin/python3.9

#
# Time-stamp: <2022/08/20 15:47:28 (CST) daisuke>
#

print ("executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'")

a = [ 10, 20, 30, [500, 600, 700] ]

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )

print ("executing 'b = a.copy ()'")

b = a.copy ()

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

print ("executing 'a[3][1] = 4000'")

a[3][1] = 4000

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

% ./test_copy_04.py
executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of a = 130015449133520
executing 'b = a.copy ()'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of a = 130015449133520
  value of b    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of b = 130015437586128
executing 'a[3][1] = 4000'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 4000, 700]]
  identity of a = 130015449133520
  value of b    = [10, 20, 30, [500, 4000, 700]]
  identity of b = 130015437586128

deep copy の例

多次元のリストに対して、 deep copy を行ってみるでござる。以下のコード を用意したでござる。

#!/usr/pkg/bin/python3.9

#
# Time-stamp: <2022/08/20 15:48:00 (CST) daisuke>
#

# importing copy module
import copy

print ("executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'")

a = [ 10, 20, 30, [500, 600, 700] ]

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )

print ("executing 'b = copy.deepcopy (a)'")

b = copy.deepcopy (a)

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

print ("executing 'a[3][1] = 4000'")

a[3][1] = 4000

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

% ./test_copy_05.py
executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of a = 137240115644560
executing 'b = copy.deepcopy (a)'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of a = 137240115644560
  value of b    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of b = 137240118548432
executing 'a[3][1] = 4000'
  value of a    = [10, 20, 30, [500, 4000, 700]]
  identity of a = 137240115644560
  value of b    = [10, 20, 30, [500, 600, 700]]
  identity of b = 137240118548432

shallow copy の方法について

shallow copy の場合においても、 copy モジュールを使うことができるでご ざる。

#!/usr/pkg/bin/python3.9

#
# Time-stamp: <2022/08/20 15:48:24 (CST) daisuke>
#

# importing copy module
import copy

print ("executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'")

a = [ 10, 20, 30 ]

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )

print ("executing 'b = copy.copy (a)'")

b = copy.copy (a)

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

print ("executing 'a[1] = 100'")

a[1] = 100

print ("  value of a    =", a)
print ("  identity of a =", id (a) )
print ("  value of b    =", b)
print ("  identity of b =", id (b) )

% ./test_copy_06.py
executing 'a = [ 10, 20, 30 ]'
  value of a    = [10, 20, 30]
  identity of a = 129258636656912
executing 'b = copy.copy (a)'
  value of a    = [10, 20, 30]
  identity of a = 129258636656912
  value of b    = [10, 20, 30]
  identity of b = 129258636659152
executing 'a[1] = 100'
  value of a    = [10, 100, 30]
  identity of a = 129258636656912
  value of b    = [10, 20, 30]
  identity of b = 129258636659152

参考文献

• copy -- Shallow and deep copy operations

• About this article:
• author: daisuke
• file: 20220820_0.html
• category: Computer___Python
• title: Python の shallow copy と deep copy
• mode: public
• last modified: 2022/08/20 15:48:40 (Taiwan Standard Time)
• html generated: 2024/11/21 17:40:55.112 (Taiwan Standard Time)

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