Python中Numpy的深拷贝和浅拷贝怎么使用

2023-06-28,

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    1. 引言

    深拷贝和浅拷贝是Python中重要的概念,本文重点介绍在NumPy中深拷贝和浅拷贝相关操作的定义和背后的原理。
    闲话少说,我们直接开始吧!

    2. 浅拷贝

    2.1 问题引入

    我们来举个栗子,如下所示我们有两个数组a和b,样例代码如下:

    import numpy as np
    a = np.array([1, 2, 3])
    b = a
    print('a =', a)
    print('b =', b)

    输出如下:

    a = [1 2 3]
    b = [1 2 3]

    此时如果我们对数组a做如下改变,代码如下:

    import numpy as np
    a = np.array([1, 2, 3])
    b = a
    a [0] = 42
    print('a =', a)
    print('b =', b)

    那么我们的问题为: 此时b的值应该为多少?
    运行上述代码后,我们得到输出如下:

    a = [42 2 3]
    b = [42 2 3]

    2.2 问题剖析

    也许有人会觉得输出应该为??a=[42 2 3]?? 和 ??b=[1 2 3]?? ,但是运行上述代码后我们发现??a??和??b??的值均发生了相应的改变。这主要是由于在??Numpy??中对变量的赋值操作,实际上发生的为浅拷贝。

    换句话说,此时两个变量指向同一块内存地址,如下所示:

    所以,此时如果我们修改数组??original_array??中的某个元素,`copy_array

    ??由于和??original_array`公用同一块内存,所以其中的元素也会发生相应的变化。

    3. 深拷贝

    3.1 举个栗子

    如果我们想要对??Numpy??数组执行深拷贝,此时我们可以使用函数??copy()??。

    相关的样例代码如下:

    import numpy as np
    a = np.array([1, 2, 3])
    b = a.copy()
    print('a =', a)
    print('b =', b)

    输出如下:

    a = [1 2 3]
    b = [1 2 3]

    此时,如果我们改变数组??a??中的元素,代码如下:

    import numpy as np
    a = np.array([1, 2, 3])
    b = a.copy()
    a [0] = 42
    print('a =', a)
    print('b =', b)

    此时的代码输出如下:

    a = [42 2 3]
    b = [1 2 3]

    3.2 探究原因

    观察上述输出,我们可以清楚地看到数组??a??发生了改变而数组??b??没有发生变化,这是由于我们使用了深拷贝。

    此时的内存地址如下:

    由于 ??original_array??和??copy_array??指向不同的内存地址空间,所以此时我们对??original_array??的改变并不会对??copy_array??带来影响。

    4. 技巧总结

    经过上述对深拷贝和浅拷贝的举例和示例,相信大家都已有了清晰的认识,接着我们对上述知识点进行总结,归纳如下:

    4.1 判断是否指向同一内存

    如果我们需要知道两个变量是否指向同一块内存地址,我们可以方便地使用??is??操作。

    浅拷贝示例:

    a = np.array([1, 2, 3])
    b = a
    print(b is a)

    输出如下:

    True

    深拷贝示例:

    a = np.array([1, 2, 3])
    b = a.copy()
    print(b is a)

    输出如下:

    False

    4.2 其他数据类型

    尽管本文中所有的示例都使用了NumPy数组,但本文中所涉及的知识也适用于Python中的列表和字典等其他数据类型。
    总之,我们需要时刻记载心中:在浅拷贝中,原始数组和新的数组共同执行同一块内存;同时在深拷贝中,新的数组是原始数据的单独的拷贝,它指向一块新的内存地址。

    以上就是关于“Python中Numpy的深拷贝和浅拷贝怎么使用”这篇文章的内容,相信大家都有了一定的了解,希望小编分享的内容对大家有帮助,若想了解更多相关的知识内容,请关注本站行业资讯频道。

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