Модуль copy в Python, глубокое копирование объектов

Операции неглубокого и глубокого копирования объектов

Операторы присваивания в Python не копируют объекты, они создают привязки между целью и объектом. Для коллекций, которые являются изменяемыми или содержат изменяемые элементы, иногда требуется копия, чтобы можно было изменить одну копию, не изменяя другую. Модуль copy обеспечивает общие операции неглубокого и глубокого копирования.

Краткое описание интерфейса.

copy.copy(x):

Функция copy.copy(x) возвращает мелкую копию x.

copy.deepcopy(x[, memo]):

Функция copy.deepcopy() возвращает глубокую копию x.

copy.replace(obj, /, **changes):

Добавлено в Python 3.13.

Функция copy.replace() создает новый объект того же типа, что и obj, заменяя поля значениями из changes, что особенно полезно для неизменяемых объектов. Он поддерживает именованные кортежи, созданные с помощью фабричных функций collections.namedtuple(), экземпляры dataclass, различные объекты datetime, объекты сигнатур, объекты параметров, объект кода и любые пользовательские классы, которые определяют метод object.__replace__(self, /, **changes), который должен создать новый объект того же типа, заменив поля значениями из changes.

copy.error:

Исключение copy.error возбуждается для специфических ошибок модуля.

Описание модуля copy.

Разница между мелким и глубоким копированием актуальна только для составных объектов, содержащих другие объекты, например списки или экземпляры классов:

• Неглубокая копия создает новый составной объект, а затем (насколько это возможно) вставляет в него ссылки на объекты, найденные в оригинале.
• Глубокая копия создает новый составной объект, а затем рекурсивно вставляет в него копии объектов, найденных в оригинале.

При операциях глубокого копирования часто возникают две проблемы, которых нет при операциях поверхностного копирования:

• Рекурсивные объекты (составные объекты, которые прямо или косвенно содержат ссылку на самих себя) могут вызвать рекурсивный цикл.
• Поскольку глубокая копия копирует все, она может копировать слишком много, например данные, которые предназначены для совместного использования между копиями.

Функция copy.deepcopy() позволяет избежать этих проблем:

• ведет memo-словарь объектов, уже скопированных во время текущего прохода копирования;
• позволяет пользовательским классам переопределять операцию копирования или набор копируемых компонентов.

Модуль copy не копирует такие типы, как модуль, метод, трассировка стека, кадр стека, файл, сокет, окно, массив или любые подобные типы. Он “копирует" функции и классы (неглубоко и глубоко), возвращая исходный объект без изменений, что совместимо с тем, как они обрабатываются модулем pickle.

Неглубокие копии словарей можно сделать с помощью метода dict.copy(), а списков - назначив срез всего списка, например copied_list = original_list[:].

Классы могут использовать те же интерфейсы для управления копированием, которые они используют для управления процессом pickleing. Смотрите описание модуля pickle для получения информации об этих методах. Фактически, модуль копирования использует зарегистрированные функции pickle из модуля copyreg.

Чтобы класс мог определить свою собственную реализацию копии, он может определять специальные методы __copy__() и __deepcopy__().

• Первый вызывается для реализации операции поверхностного копирования, никаких дополнительных аргументов не передается.
• Последний вызывается для реализации операции глубокого копирования, передается один аргумент, memo-словарь.

Если реализации __deepcopy__() необходимо сделать глубокую копию компонента, она должна вызвать функцию copy.deepcopy() с компонентом в качестве первого аргумента и memo-словарем в качестве второго аргумента.

Функция copy.replace() более ограничена, чем copy.copy() и copy.deepcopy(), и поддерживает только именованные кортежи, созданные collections.namedtuple(), классы данных и другие классы, которые определяют метод obj.__replace__().

Метод object.__replace__(self, /, **changes) должен создать новый объект того же типа, заменив поля значениями из changes.