В чем разница между shallow copy и deep copy в Python?

Когда следует использовать каждый подход для копирования структур данных?

Подсказки:

1. Подумайте о том, как copy.copy() и copy.deepcopy() ведут себя по-разному.
2. Поразмышляйте над тем, что происходит при копировании вложенных структур данных, таких как списки внутри списков.
3. Подумайте о ссылках на память и о том, когда вам может потребоваться сохранить или разорвать их.

Выше ожиданий:

• Последствия для управления памятью
• Обработка пользовательских объектов с методами __copy__ и __deepcopy__

Основное Различие

swallow copy создаёт новый объект, но вставляет ссылки на объекты, найденные в оригинале. Новый объект независим, но элементы внутри него всё ещё ссылаются на те же объекты, что и оригинал.

deep copy создаёт новый объект и рекурсивно копирует все объекты, найденные в оригинале. Это создаёт полностью независимый клон без общих ссылок.

Поведение с Вложенными Структурами

При копировании вложенных структур данных:

• swallow copy дублирует только внешний контейнер
• deep copy воспроизводит всю иерархию объекта

import copy

original = [1, [2, 3], 4]
shallow = copy.copy(original)
deep = copy.deepcopy(original)

original[1][0] = 'X'  # Изменения отражаются в поверхностной, но не в глубокой копии

Выбор использования

Используйте swallow копию, когда:

• Работаете со структурами данных без вложенных объектов (плоские структуры данных)
• Производительность имеет критическое значение, и вам нужно изменить только элементы верхнего уровня
• Вы намеренно хотите использовать некоторые внутренние объекты совместно

Используйте deep копию, когда:

• Работаете со сложными вложенными структурами
• Вам нужна полная изоляция от исходных данных
• Вы хотите вносить изменения на любом уровне без влияния на оригинал

Управление Памятью

swallow копии являются более эффективными с точки зрения памяти, так как они не дублируют внутренние объекты. Deep копии потребляют больше памяти, но обеспечивают полную изоляцию.

Пользовательские Объекты

Для пользовательских классов:

• Реализуйте метод __copy__(), чтобы контролировать поведение поверхностной копии
• Реализуйте метод __deepcopy__(memo), чтобы настроить операции глубокой копии

Параметр memo отслеживает уже скопированные объекты, чтобы обработать циклические ссылки.