Конспект - Python.02.01 Объекты и переменные

Содержание

Краткое резюме 📌
Объекты и переменные в Python: основы
Пример со списком: почему переменные ссылаются на один объект
Локальные переменные и функция locals()
Копирование объектов: поверхностное и глубокое
Выводы и особенности

Краткое резюме 📌

В Python всё является объектом, а переменные хранят не сами объекты, а ссылки на них.
Присваивание переменно́й фактически копирует ссылку, а не сам объект.
Изменение объекта через одну переменную отражается при доступе через другую, если обе указывают на один объект.
Чтобы получить копию объекта, можно использовать поверхностное копирование (через конструктор или copy.copy()), которое создаёт новый объект, но ссылки внутри копии всё равно указывают на оригинальные вложенные объекты.
Для правильного копирования вложенных структур используется глубокое копирование (copy.deepcopy()), которое рекурсивно дублирует все вложенные объекты.
В редких случаях даже глубокое копирование может оказаться недостаточным, и такие ситуации требуют индивидуального подхода.

Объекты и переменные в Python: основы

Автор начинает с простого примера, чтобы показать, что происходит при создании объекта и переменных в Python.

При исполнении кода интерпретатор сначала создаёт объект в памяти, например, set.
Затем создаётся переменная, в пространстве имён которой хранится ссылка на этот объект.
При присваивании второй переменной той же ссылки происходит ситуация, когда обе переменные указывают на один и тот же объект.

«Переменные хранят ссылки на объекты, и везде в программах на Python объекты передаются по ссылкам.»

Пример со списком: почему переменные ссылаются на один объект

Рассмотрим список:

a = [1, 2, 3]
b = a
b[0] = 4
print(a)  # [4, 2, 3]
print(b)  # [4, 2, 3]

Что происходит:

Создаются объекты 1, 2, 3.
Создаётся объект list, со ссылками на эти числа. 3.Переменная a ссылается на этот список.
Переменная b получает копию ссылки на тот же самый список.
Изменяя элемент списка через b, мы изменяем один и тот же объект, который доступен и через a.

Локальные переменные и функция `locals()`

Если нужно увидеть, какие переменные существуют и на что они ссылаются, можно использовать locals(), которая возвращает словарь с текущими именами и объектами.

Копирование объектов: поверхностное и глубокое

Поверхностное копирование (shallow copy)

Пример:

a = [1, 2, 3]
b = list(a)  # или b = copy.copy(a)
b[0] = 4
print(a)  # [1, 2, 3]
print(b)  # [4, 2, 3]

В памяти создаётся новый список b, но элементы внутри всё ещё ссылаются на те же объекты 1, 2, 3.
Изменение элемента списка b не влияет на a, если сама ссылка изменена.
Однако, если элементы — вложенные объекты (например, вложенные списки), поверхностное копирование не создаст отдельные вложенные объекты.

Пример с вложенными списками:

a = [0, [2, 3]]
b = list(a)
b[1][0] = 4
print(a)  # [0, [4, 3]]
print(b)  # [0, [4, 3]]

Здесь и a, и b ссылаются на один и тот же вложенный список. Изменение через b отражается в a.

«Поверхностное копирование создаёт новый контейнер, но внутри элементы — это ссылки на исходные объекты.»

Глубокое копирование (`copy.deepcopy`)

Чтобы создать полностью независимую копию объекта вместе со всеми вложенными структурами, используют глубокое копирование:

import copy

a = [0, [2, 3]]
b = copy.deepcopy(a)
b[1][0] = 4
print(a)  # [0, [2, 3]]
print(b)  # [0, [4, 3]]

Создаются отдельные объекты не только для внешнего списка, но и для всех вложенных элементов.
Изменения в b не затрагивают a.

Выводы и особенности

Успех многократно зависит от понимания, что переменные — это ссылки.
Неправильный способ копирования может привести к неожиданным побочным эффектам из-за общих ссылок.
Глубокое копирование — мощный инструмент, но не всегда гарантирует совершенство. Иногда могут быть сложные структуры, для которых нужно писать собственную логику копирования.

«Иногда даже deepcopy оказывается недостаточно глубоким — подобные случаи полезно проработать самостоятельно.»

✨ Понимание работы с объектами, ссылками и копированием — фундаментальный шаг к грамотному программированию на Python.

Python.02.01 Объекты и переменные