Pythonでのcopyとdeepcopyについて紹介！代入・copy関数・deepcopy関数の挙動の違いとは？
- システム
エンジニア - Pythonでのcopyとdeepcopyについて詳しく教えてください。
- プロジェクト
マネージャー - 分かりました。copyとdeepcopy、代入、copy関数、deepcopy関数の挙動の違いについて解説しましょう。
Pythonでのcopyとdeepcopyについて
今回は、Pythonでの代入・copy関数・deepcopy関数について紹介します。
コピー時に値のみコピーする方法や、参照元(アドレス)も含めてコピーする方法について、ソースコードを交えて紹介します。
Pythonでの代入・copy関数・deepcopy関数に興味のある方はぜひご覧ください。
代入
Pythonにおいて、変数代入後に代入元の変数を変更するとどうなるでしょうか。
実際のソースコードを見てみましょう。
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# 変数宣言
mystr = "test"
myint = 1
mylst = ["item1", "item2"]
mydct = {"key1":"value1", "key2":"value2"}
# 表示
print (" mystr: %s" % mystr) # mystr: test
print (" myint: %s" % myint) # myint: 1
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: ['item1', 'item2']
print (" mydct: %s" % mydct) # mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
# 代入
mystr2 = mystr
myint2 = myint
mylst2 = mylst
mydct2 = mydct
# 代入元の変更
mystr = "sample"
myint = 2
mylst.append("item3")
mydct["key3"] = "value3"
# 表示
print("-"*40)
print (" mystr: %s" % mystr) # mystr: sample
print ("mystr2: %s" % mystr2) # mystr2: test
print (" myint: %s" % myint) # myint: 2
print ("myint2: %s" % myint2) # myint2: 1
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: ['item1', 'item2', 'item3']
print ("mylst2: %s" % mylst2) # mylst2: ['item1', 'item2', 'item3']
print (" mydct: %s" % mydct) # mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
print ("mydct2: %s" % mydct2) # mydct2: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
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実行結果は以下のようになります。代入では、文字列型や数字型は参照元はコピーされません。リスト型や辞書型は参照元がコピーされていることが分かります。
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mystr: test
myint: 1
mylst: ['item1', 'item2']
mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
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mystr: sample
mystr2: test
myint: 2
myint2: 1
mylst: ['item1', 'item2', 'item3']
mylst2: ['item1', 'item2', 'item3']
mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
mydct2: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
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Pythonの代入時の挙動について説明しました。
copy関数
先ほどのサンプルでは、リスト型や辞書型は参照元がコピーされることを紹介しました。それでは都合が悪い場合、Pythonではcopy関数を使用します。
実際のソースコードを見てみましょう。
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import copy
# 変数宣言
mylst = ["item1", "item2"]
mydct = {"key1":"value1", "key2":"value2"}
# 表示
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: ['item1', 'item2']
print (" mydct: %s" % mydct) # mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
# copy
mylst2 = copy.copy(mylst)
mydct2 = copy.copy(mydct)
# 代入元の変更
mylst.append("item3")
mydct["key3"] = "value3"
# 表示
print("-"*40)
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: ['item1', 'item2', 'item3']
print ("mylst2: %s" % mylst2) # mylst2: ['item1', 'item2']
print (" mydct: %s" % mydct) # mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
print ("mydct2: %s" % mydct2) # mydct2: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
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実行結果は以下のようになります。Pythonのcopy関数を使用すると、参照元がコピーされていないことが分かります。
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mylst: ['item1', 'item2']
mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
----------------------------------------
mylst: ['item1', 'item2', 'item3']
mylst2: ['item1', 'item2']
mydct: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2', 'key3': 'value3'}
mydct2: {'key1': 'value1', 'key2': 'value2'}
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多次元配列に対するcopy
では、多次元配列の場合はどうでしょうか。
実際のソースコードを見てみましょう。
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import copy
# 変数宣言
mylst = [["item1", "item2"], ["item3", "item4"]]
# 表示
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4']]
# copy
mylst2 = copy.copy(mylst)
# 代入元の変更
mylst[1].append("item5")
# 表示
print("-"*40)
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4', 'item5']]
print ("mylst2: %s" % mylst2) # mylst2: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4', 'item5']]
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実行結果は以下のようになります。
copy関数でコピーしていますが、参照元がコピーされています。
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mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4']]
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mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4', 'item5']]
mylst2: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4', 'item5']]
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deepcopy関数
多次元配列の参照元がコピーされては都合が悪い場合、Pythonではdeepcopy関数を使用します。
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import copy
# 変数宣言
mylst = [["item1", "item2"], ["item3", "item4"]]
# 表示
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4']]
# deepcopy
mylst2 = copy.deepcopy(mylst)
# 代入元の変更
mylst[1].append("item5")
# 表示
print("-"*40)
print (" mylst: %s" % mylst) # mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4', 'item5']]
print ("mylst2: %s" % mylst2) # mylst2: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4']]
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実行結果は以下のようになります。Pythonのdeepcopy関数を使用すると、参照元がコピーされていないことが分かります。
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mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4']]
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mylst: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4', 'item5']]
mylst2: [['item1', 'item2'], ['item3', 'item4']]
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- システム
エンジニア - Pythonでのcopyとdeepcopyや代入、copy関数、deepcopy関数の挙動の違いについてよく分かりました。
- プロジェクト
マネージャー - コピー時に値のみコピーする方法や、参照元（アドレス）も含めてコピーする方法について解説したソースコードを参考にご自身でソースコードを書いて理解を深めてください。
まとめ
いかがでしたでしょうか。Pythonでの代入・copy関数・deepcopy関数について紹介しました。
コピー時に値のみコピーする方法や、参照元も含めてコピーする方法について、ソースコードを交えて紹介しました。特徴を理解し、用途に応じて使い分けてください。
ぜひご自身でPythonのソースコードを書いて、理解を深めてください。
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