深拷贝浅拷贝(python内存机制)
深拷贝和浅拷贝都是对象的拷贝,本质的区别是拷贝出来的对象的地址是否和原对象一样,也就是地址的复制还是值的复制的区别。
可变对象:直接在对象所指的地址上把值改了,这个对象依然指向这个地址。
不可变对象:一个对象所指向的地址上的值是不能修改的,如果修改了这个对象的值,它所指向的地址就改变了。
深拷贝就是完全跟以前就没有任何关系了,原来的对象怎么改都不会影响当前对象
浅拷贝,原对象的list元素改变的话会改变当前对象,如果当前对象中list元素改变了,也同样会影响原对象。
内存管理机制
python的内存管理机制就是引用计数器机制和垃圾回收机制的混合机制
python内部使用引用计数,来保持追踪内存中的对象,Python内部记录了对象有多少个引用,即引用计数,当对象被创建时就创建了一个引用计数,当对象不再需要时,这个对象的引用计数为0时,它被垃圾回收。
总结一下对象会在一下情况下引用计数加1:
1.对象被创建:x=4
2.另外的别人被创建:y=x
3.被作为参数传递给函数:foo(x)
4.作为容器对象的一个元素:a=[1,x,'33']
引用计数减少情况
1.一个本地引用离开了它的作用域。比如上面的foo(x)函数结束时,x指向的对象引用减1。
2.对象的别名被显式的销毁:del x ;或者del y
3.对象的一个别名被赋值给其他对象:x=789
4.对象从一个窗口对象中移除:myList.remove(x)
5.窗口对象本身被销毁:del myList,或者窗口对象本身离开了作用域。
垃圾回收
1、当内存中有不再使用的部分时,垃圾收集器就会把他们清理掉。它会去检查那些引用计数为0的对象,然后清除其在内存的空间。当然除了引用计数为0的会被清除,还有一种情况也会被垃圾收集器清掉:当两个对象相互引用时,他们本身其他的引用已经为0了。
2、垃圾回收机制还有一个循环垃圾回收器, 确保释放循环引用对象(a引用b, b引用a, 导致其引用计数永远不为0)。
在Python中,许多时候申请的内存都是小块的内存,这些小块内存在申请后,很快又会被释放,由于这些内存的申请并不是为了创建对象,所以并没有对象一级的内存池机制。这就意味着Python在运行期间会大量地执行malloc和free的操作,频繁地在用户态和核心态之间进行切换,这将严重影响Python的执行效率。为了加速Python的执行效率,Python引入了一个内存池机制,用于管理对小块内存的申请和释放。
内存池机制
Python提供了对内存的垃圾收集机制,但是它将不用的内存放到内存池而不是返回给操作系统。
Python中所有小于256个字节的对象都使用pymalloc实现的分配器,而大的对象则使用系统的 malloc。另外Python对象,如整数,浮点数和List,都有其独立的私有内存池,对象间不共享他们的内存池。也就是说如果你分配又释放了大量的整数,用于缓存这些整数的内存就不能再分配给浮点数。
先简单描述下碰到的题目,要求是写出2个print的结果
可以看到,a指向了一个列表list对象,在python中,这样的赋值语句,其实内部含义是指a指向这个list所在内存地址,可以看作类似指针的概念。
而b,注意,他是把a对象包裹进一个list,并且乘以5,所以b的样子应该是一个大list,里面元素都是a
而当a对象进行了append操作后,其实,隐含的意思是,内存中的这个list进行了修改,所有对此对象进行引用的对象,都会发生改变
我将a的id打印出来,并且,同时打印b这个对象中所包含的元素a的id,这样可以看到,在b这个list中,每个元素的id,和a是一样的
我们可以看到,a对象的id(内存地址)为10892296,虽然b把a包裹进了新的list,但是,这个元素引用的,还是相同地址的对象,可以用下图来解释
之后,我们对a进行了append操作,由于list是一个可变对象,所以,他的内存地址并没有改变,但是,对于内存中这个地址的引用的所有对象,都会被一同改变
可以从上面测试图分割线下半部分看出来.
由此,引出了对Python引用机制和浅复制及深复制的复习
Python的引用机制
引用机制案例1
由上面的例子,我们可以看到,python的引用传递,最终结果是让2个对象都引用内存中同一块区域的内容
所以我们来看一下下面的例子
B通过A,同样引用了id为17446024的地址的内容,2者的id(内存地址)都是一毛一样的
所以,通过A的操作 A[0]=3 或是 A[3].append(6) ,都会对这块内存中的内容进行修改(因为list是可变对象,所以内存地址并不会改变,这个后面再讲)
这个是最基本的引用案例 (另外说句,由于A和B都指向了同一块内存地址,所以通过B修改的内容,也能反映到A上面去)
引用机制案例2
我们再来看一个案例
看题目貌似是会把元素2替换成本身这个列表,结果也许应该是 A=[1,[1,2,3],3]
但其实并不是!!你可以看到,红框中部分,中间有无限多个嵌套
为什么会这样呢?
其实是因为,A指向的是[1,2,3]这个列表,在这个例子中,只是把A的第2个元素,指向了A对象本身,所以说,只是A的结构发生了变化!但是,A还是指向那个对象
我们可以通过打印A的id来看,他的指向是没有变的!!
来看一下,A的指向并没有变
那如果我们要达到最后输出效果是 [1,[1,2,3],3]的效果,应该如何来操作呢?
这里,我们就要用到浅复制了,用法可以如下