Python的秘密生活：幻影副本

Source: Dev.to

为什么在 Python 中 = 并不会真正复制你的数据。

Timothy 盯着屏幕，脸色苍白。“Margaret？我好像不小心删掉了一半的数据库。”

Margaret 立刻把椅子转过去，语气平静。“别慌。把发生的事情说清楚。”

“我在测试一个清理用户列表的脚本，” Timothy 解释道。“我想安全地测试它，所以先复制了一份列表。我以为如果我把复制的列表弄坏，原始的列表还能安全。”

他把代码给她看：

# Timothy's Safety Plan

# The original list of critical users
users = ["Alice", "Bob", "Charlie", "Dave"]

# Create a "backup" copy to test on
test_group = users

# Timothy deletes 'Alice' from the test group
test_group.remove("Alice")

# Check the results
print(f"Test Group: {test_group}")
print(f"Original Users: {users}")

Output

Test Group: ['Bob', 'Charlie', 'Dave']
Original Users: ['Bob', 'Charlie', 'Dave']

Timothy 垂头丧气地说：“看见了吗？我从 test_group 删除了 Alice，但她也从 users 列表里消失了！这怎么可能？我操作的是备份，而不是原始列表！”

地址，而不是房子

Margaret 研究了一下代码。“这是 Python 中最常见的误解之一。关键在于 Python 如何处理内存。”

她问：“当你写 test_group = users 时，你以为这条指令做了什么？”

Timothy 回答：“我以为它创建了一个新列表。我以为它把 users 中的所有名字复制到一个叫 test_group 的新变量里。”

“Python 为了效率会走捷径，” Margaret 解释道。“复制数据会消耗时间和内存，所以 Python 并不是复制房子，而是只复制地址。”

她画了一个简单的示意图：变量 users 指向一个装有名字列表的盒子。当你执行 test_group = users 时，实际上是把第二个变量指向同一个地址；两个名字指向完全相同的对象。

“所以 users 和 test_group 只是同一个对象的两个不同名字？”
“没错，” Margaret 微笑道。“这就像通过链接共享文档——任何人通过该链接看到的都是同一个文档，所做的修改对所有人都可见。”

打破链接

Timothy 问：“那我要怎么真正复制一份呢？我想要一个独立的盒子。”

“我们必须显式地说明，” Margaret 说。“告诉 Python 把数据取出来，构建一个新列表。”

她给他演示了 .copy() 方法：

# Margaret's Fix: Explicit Copying

users = ["Alice", "Bob", "Charlie", "Dave"]

# .copy() creates a brand new list with the same data
test_group = users.copy()

test_group.remove("Alice")

print(f"Test Group: {test_group}")
print(f"Original Users: {users}")

Output

Test Group: ['Bob', 'Charlie', 'Dave']
Original Users: ['Alice', 'Bob', 'Charlie', 'Dave']

Timothy 长舒了一口气。“Alice 安全了。”

Margaret 还补充了一个警告：.copy() 只会产生浅拷贝。如果列表中包含其他可变对象（例如内部列表），这些内部对象仍然是共享的。对于仅包含名字的简单列表，浅拷贝已经足够。

Margaret 的速查表

• 陷阱： 认为 new_list = old_list 会创建副本。
• 现实： 赋值（=）创建的是引用（一个昵称），而不是副本。两个变量指向同一个对象。
• 原因： Python 这样做是为了节省内存并提升速度。

解决方案

• 浅拷贝： new_list = old_list.copy()（推荐方式）。
• 切片： new_list = old_list[:]（较早的做法，但仍然常用）。

检查方法

你可以验证两个变量是否引用同一个对象：

id(a) == id(b)   # 如果 a 和 b 是同一个对象则返回 True

Timothy 在编辑器里记下笔记：“我再也不会把 = 当作‘复制’来使用了。”

“这是一种成长的仪式，” Margaret 向他保证。“每个 Python 开发者都会以艰难的方式学到这课。总好过在生产数据库上犯错，而是在测试脚本里先学会。”