python基础 day6 id和is、代码块、集合、深浅拷贝

一、id is ==

# id
# s = 'Jason'
# print(id(s))  # id的值是随机的
#
# l1 = [1, 2, 3]
# l2 = [1, 2, 3]
# print(l1 == l2)  # 结果为True，== 比较的是两边的值是否相等

# is 判断的是内存地址是否相同
l1 = [1, 2, 3]
l2 = [1, 2, 3]
print(l1 is l2)  # 结果为false，因为l1和l2分别创建了两个内存地址

s1 = 'Jason'
s2 = 'Jason'
print(s1 is s2)  # 结果为True，因为字符串只占一个内存地址

"""
id相同，值肯定相同；
值相同，id不一定相同
"""

二、代码块

Python程序是由代码块构造的。块是一个python程序的文本，它是作为一个单元执行的。
代码块：一个模块，一个函数，一个类，一个文件等都是一个代码块。
作为交互方式（cmd进入python解释器）输入的每个命令都是一个代码块。

两个机制：同一个代码块下，有一个机制；不同代码块下，遵循另一个机制。

1. 同一个代码块下的缓存机制：

​ 在同一个代码块下遇到初始化对象的命令时，会将初始化的变量和值放在一个字典中，在遇到新的变量时，先到字典中去查找有没有相同的值，如果有，则重复使用该值。

• 优点：提升性能，节省内存

• 适用对象

  int（float)：任何数字在同一代码块下都会复用。

  i1 = 1
  i2 = 1
  i3 = 1
  print(i1 is i2 is i3)
  # 结果为True
  

  str：

  1. 非乘法得到的字符串都满足代码块的缓存机制：

  s1 = '三上悠亚 aloha\t!@#*('
  s2 = '三上悠亚 aloha\t!@#*('
  s3 = '三上悠亚 aloha\t!@#*('
  print(s1 is s2 is s3)
  # 结果为True
  

  2. 乘数为1时，任何字符串满足代码块的缓存机制：

  s1 = '三上悠亚 aloha\t!@#*(' * 1
  s2 = '三上悠亚 aloha\t!@#*(' * 1
  s3 = '三上悠亚 aloha\t!@#*(' * 1
  print(s1 is s2 is s3)
  # 结果为True
  

  3. 乘数>=2时：字符串仅包含大小写字母，数字，下划线，相乘之后总长度<=20，满足代码块的缓存机制：

  s1 = '三上悠亚 aloha\t!@#*(' * 2
  s2 = '三上悠亚 aloha\t!@#*(' * 2
  s3 = '三上悠亚 aloha\t!@#*(' * 2
  print(s1 is s2 is s3)
  # 结果为False
  
  s1 = 'Aloha_' * 3
  s2 = 'Aloha_' * 3
  s3 = 'Aloha_' * 3
  print(s1 is s2 is s3)
  # 结果为True
  

  bool：True和False在字典中会以1，0方式存在，并且复用

2. 不同代码块下的缓存机制：小数据池

在不同代码块下 数字-5~256 和一定规则的字符串可以复用。
优点：提升性能，节省内存

三、集合（set）

• 集合是一种可迭代的、无序的、不能包含重复元素的数据结构

• 集合是一种容器型数据类型

• 集合中的元素都是不可变的（可哈希）元素，而集合本身是可变的数据类型。

  即集合中不能有列表(list)、字典(dict)、集合(set)，可以放数字(int)、字符串(str)、布尔值(bool)

• 集合的作用：1.列表去重

  ​ 2.关系测试：交集、并集、差集

1. 利用集合的特性给列表去重， 但是不能保持原来的顺序

list1 = [1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 'jason', 'jason']
set1 = set(list1)
list1 = list(set1)
print(list1)

2. 集合增删改查

#集合的创建
set1 = {1, 3, 'jason', True, False}
print(set1)


set1 = {'jason', 'carly', 'aloha'}
# 增
# add()
set1.add('sb')
print(set1)
# update()迭代增加
set1.update('abc')
print(set1)

# 删
# remove()按照元素删除
set1.remove('aloha')
print(set1)
# pop()随机删除
set1.pop()
print(set1)
# clear()清空集合
set1.clear()
print(set1)
# del 删除集合
del set1

# 改（变相改值，先删再加）

3. 集合的交集、并集、差集、反交集

set1 = {1, 2, 3, 4, 5}
set2 = {3, 4, 5, 6, 7}

# 交集
print(set1 & set2)
print(set1.intersection(set2))

# 并集
print(set1 | set2)
print(set1.union(set2))

# 差集
print(set1 - set2)
print(set2 - set1)
print(set1.difference(set2))
print(set2.difference(set2))

# 反交集
print(set1 ^ set2)
print(set1.symmetric_difference(set2))

4. 集合的子集、超集

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {1, 2, 3, 4, 5, 6}

# 子集
print(set1 < set2)
print(set1.issubset(set2))

# 超集
print(set2 > set1)
print(set2.issuperset(set1))

四、深浅拷贝

1.赋值运算

赋值运算让两个列表的内存地址一样, 即id相同，因此不管是修改list1，还是修改list2，另一个列表也会随之改变

list1 = [1, 2, 3, [11, 22, 33]]
list2 = list1
print(id(list1) == id(list2))
# 结果为True，此时list1 和list2 的id是一样的
list1.insert(-1, 666)
list2.pop(1)
list1[-1].append(888)
list2[-1].append(999)
print(list1)
print(list2)   # list1 和 list2 结果一样

2.浅copy

list1 = [1, 2, [11, 22]]
list2 = list1.copy()
print(list1 == list2)  # True
print(id(list1) == id(list2))  # False
# 浅copy: 值相同，但是id不同

list1被创建的时候，内存中被创建了1，2和[11, 22]这三个元素，
我们可以理解成这三个元素放在了内存的某个空间里。
假设list1的id为11111111，则它的三个槽位分别指向这个空间里的1，2，[11, 22]
此时list1浅copy得到了id为22222222的list2，
list2的三个槽位也是分别指向这个空间里的1，2，[11, 22]

# 情况一、如果我们在list1这个列表进行修改，比如追加一个元素，删除一个元素,甚至是清空list1，仅仅是对id为11111111的list1进行了修改，而放在该空间中的1，2，[11, 22]并没有变化。
# 此时list2中的各个槽位指向的仍是该空间中的1，2，[11, 22],因此list2不会改变。
list1 = [1, 2, [11, 22]]
list2 = list1.copy()
list1.append(3)
print(list1)  # 结果为[1, 2, [11, 22], 3]
print(list2)  # 结果为[1, 2, [11, 22]]

# 情况二、如果我们对list1中的[11, 22]进行修改，此时对应在内存中的[11, 22]也会改变。
# 而list2中的[11, 22]也是指向内存中的[11, 22], 内存中的[11, 22]改变了，因此list2中的[11, 22]也随之改变
list1 = [1, 2, [11, 22]]
list2 = list1.copy()
list1[2].append(666)
print(list1)
print(list2)

3.深copy 需要导入copy模块

import copy
list1 = [1, 2, [11, 22]]
list2 = copy.deepcopy(list1)
print(list1 == list2)
print(id(list1) == id(list2))
# 和浅copy一样，值相同，内存地址不同

list1被创建的时候，内存中被创建了1，2，[11, 22]这三个元素, 我们可以理解成这三个元素放在内存的空间一里面
假设list1的id为11111111，则它的三个槽位分别指向空间一里面的1，2，[11, 22]
此时list1深copy得到了id为22222222的list2，与浅copy不同的是，此时内存中在一次创建了1，2，[11, 22]这三个元素，并放在了内存的空间二里面
此时list2的三个槽位分别指向空间二里面的1，2，[11, 22]
此时对list1进行修改，无论怎么修改，list2始终不变，因为list1和list2此时没有任何的关联

import copy
list1 = [1, 2, [11, 22]]
list2 = copy.deepcopy(list1)
list1.append(3)
list1[2].append(666)
print(list1)  # 结果为[1, 2, [11, 22, 666], 3]
print(list2)  # 结果为[1, 2, [11, 22]]

注意：前面理解说两个空间里都有 1，2，[11, 22]，这是标准的深copy情形。
但是python做了优化，为了节省内存空间，在python中，int(float) 、str、bool这种不可变的数据类型在内存中只存在一个，因为他们的id都是一样的。